Пищевые цепи в природе

ЕГУ имени И.А.Бунина

ДОКЛАД 

На тему:

«Пищевые цепи в природе»

 

 

 

 

 

 

Выполнила 

 Студентка гр.Д12

Аносова Е.И.

 

Елец 2008 

Организмы разных трофических групп, связанные в процессе питания  и передачи энергии от зелёных  растений к фитофагам и хищникам, образуют пищевые цепи. Основу связей между популяциями биогеоценоза обусловливает характер питания особей и способы получения ими энергии. Все организмы по способу питания разделяются на две группы – автотрофы  (преимущественно растения) для синтеза органических веществ используют неорганические соединения окружающей среды. Гетеротрофы (животные, человек, грибы, бактерии) питаются готовыми органическими веществами, которые синтезировали автотрофы. 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 вновь 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 энергии  служит Солнце. Движение вещества, вызванное  деятельностью организмов, происходит циклически, оно может быть использовано многократно, в то время как поток  энергии в этом процессе имеет  однонаправленный характер. Энергия  излучения Солнца преобразуется в различные формы: в энергию химических связей, в механическую и, наконец, во внутреннюю.

Основу пищевых цепей составляют продуценты – автотрофные организмы экосистем - усваивают солнечную энергию и производят первичную биологическую продукцию (зелёные растения), а также консументы – гетеротрофные организмы экосистем - перерабатывают эту первичную биологическую продукцию во вторичную (плотоядные и растительноядные животные), и, наконец, редуценты (микроорганизмы) разлагают органическое вещество до простых минеральных соединений, которые превращаются в почвенный раствор и снова используются растениями.

Органические вещества, созданные  автотрофами, служат пищей и источником энергии для гетеротрофов: консументы-фитофаги поедают растения, хищники первого  порядка – фитофагов, хищники второго порядка – хищников первого порядка и т.д. такая последовательность организмов называется пищевой цепью, её звенья расположены на разных трофических уровнях (представляют разные трофические группы).

Представители разных трофических групп некоторых  экосистем

Трофическая группа	Лес	Водоём	Сельскохозяйственные угодья
Продуценты	Ель, берёза, сосна	Кувшинка, ряска, водоросли	Пшеница, рожь, картофель, осот
Консументы - фитофаги	Лось, заяц, белка	Ондатра, толстолобик, дафния	Человек, корова, овца, мышь, полёвка, долгоносик, тля
Консументы-зоофаги	Волк, лисица, хорь	Чайка, окунь, язь, щука, сом	Человек, скворец, божья коровка
Консументы-детритофаги	Жук-мертвоед, дождевой червь	Перловица, мотыль, дафния	Личинки жуков и мух, дождевой червь

Для переработки трупов редуцентам нужно время. Поэтому в экосистеме всегда есть детрит – запас мертвого органического вещества. Детрит – это опад листьев на поверхности лесной почвы (сохраняется 2-3 года), ствол упавшего дерева (сохраняется 5- 10 лет), гумус почвы (сохраняется сотни лет), отложения органического вещества на дне озера – сапропель - и торф на болоте (сохраняется тысячи лет). Наиболее долго сохраняющимся детритом являются каменный уголь и нефть.

Пищевые взаимоотношения  между животными тундры

Стрелки направлены в сторону источника  питания. Первый ряд: мелкие воробьиные, различные двукрылые насекомые, мохноногий канюк. Второй ряд: песец, лемминги, полярная сова. Третий ряд: белая куропатка, зайцы- беляки. Четвёртый ряд: гусь, волк, северный олень.

Рассмотрим некоторые пищевые  цепи в естественных экосистемах. В наземной экосистеме цепь замыкают такие хищники, как лиса, волк, орлы, питающиеся мышами или сусликами. В водной экосистеме солнечная энергия, усвоенная в основном водорослями, переходит к мелким консументам – рачкам- дафниям, далее к мелким рыбам (плотва) и, наконец, к крупным хищникам – щуке, сому, судаку. В сельскохозяйственных экосистемах пищевая цепь может быть полной – при разведении сельскохозяйственных животных, или укороченной, когда выращиваются растения, непосредственно использующиеся человеком в пищу.

Наряду с цепями передачи энергии  через живое органическое вещество (продуцент – консумент) существуют детритные пищевые цепи с участием детритофагов, использующих мертвое  органическое вещество, и редуцентов. Эти цепи могут быть  двух типов: «детритофаг – редуцент» и  «детритофаг – хищник».

В первом случае мертвое органическое вещество, съеденное и преобразованное  детритофагами, разрушается после  их смерти редуцентами до минеральных  соединений, которые поступают в  почвенный раствор и повторно используются продуцентами. В разрушении этого вещества принимают участие  разные организмы по принципу эстафеты. Например, при разрушении листового опада, трупов или экскрементов животных работает целый конвейер из животных, грибов и бактерий.

Во втором случае детритофага съедает  хищник, и вещества детрита, потребленного  детритофагом, вовлекаются в круговорот, минуя стадию полного разрушения и потребления продуцентами. Например, дождевой червь, питающийся опавшими листьями, будет съеден птицей. Личинки мух  – падальщиц, питающиеся на трупе  животного, могут стать пищей  травяной лягушки, которую, в свою очередь, съест уж. Пищевые цепи «детритофаг  – хищник» широко распространены в природе и используются в хозяйстве человека (откорм домашней птицы дождевыми червями или личинками мух). Пищевые цепи «детритофаг – редуцент» играют важную роль для повышения плодородия почв: запас питательных элементов в почвенном растворе должен быстро пополняться продуктами разложения детрита.

 Приведенные примеры упрощают  действительную картину, так как  одно и то же растение может  быть съедено разными травоядными  животными, а они, в свою  очередь, стать жертвами разных  хищников. Лист растения может  съесть гусеница или слизень,  гусеница может стать жертвой  жука или насекомоядной птицы,  которая может заодно склевать  и самого жука. Жук может стать  также жертвой и паука. Поэтому  в реальной природе складываются  не пищевые цепи.

Потери энергии  в цепях питания.  Все виды, образующие пищевую цепь, существуют за счёт органического вещества, созданного зелёными растениями. При этом действует важная закономерность, связанная с эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания. Сущность её заключается в следующем.

Суммарно лишь около 1% лучистой энергии  Солнца, падающей на растение, превращается в потенциальную энергию химических связей синтезированных органических веществ и может быть использовано в дальнейшем гетеротрофными организмами при питании. Когда животное поедает растение, большая часть энергии, содержащейся в пище, расходуется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь при этом в тепло и рассеиваясь. Только 5-20% энергии пищи переходит во вновь построенное вещество тела животного. Если хищник поедает травоядное животное, то снова теряется большая часть заключенной в пище энергии. Вследствие таких больших потерь полезной энергии пищевые цепи не могут быть очень длинными: обычно они состоят не более чем из 3-5 звеньев (пищевых уровней).

Всегда количество растительного  вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса каждого из последующих  звеньев пищевой цепи также уменьшается. Эту очень важную закономерность называют правилом экологической пирамиды.

Рассмотрим цепи питания  в конкретных экосистемах:

Цепи питания  в дубравах. Богатство и разнообразие растений, производящих громадное количество органического вещества, которое может быть использовано в качестве пищи, становятся причиной развития в дубравах многочисленных потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных – птиц и млекопитающих.

Среди млекопитающих пищевую цепь, например, составляют растительноядные грызуны и зайцы, а также копытные, за счёт которых живут хищники: ласка, горностай, куница, лисица, волк. Все  виды позвоночных служат средой обитания и источником питания для различных наружных паразитов, преимущественно насекомых и клещей, а также внутренних паразитов: плоских и круглых червей, простейших, бактерий.

Пищевые цепи в лесу переплетены  в очень сложную пищевую сеть, поэтому выпадение, какого-нибудь  одного вида животных обычно не нарушает существенно всю систему.  Значение разных групп животных в биогеоценозе неодинаково. Исчезновение, например, в большинстве наших дубрав всех крупных растительноядных копытных: зубров, оленей, косуль, лосей – слабо бы отразилось на общей экосистеме, так как их численность, а следовательно, биомасса никогда не была большой и не играла существенной роли в общем круговороте веществ. Но если бы исчезли растительноядные насекомые, то последствия были бы очень серьёзными, так как насекомые выполняют важную функцию опылителей, участвуют в разрушении опада и служат основой существования многих последующих звеньев пищевых цепей.

Пищевые цепи пруда. Цепи питания состоят из нескольких последовательных звеньев. Например, растительными остатками и развивающимися на них бактериями питаются простейшие, которых поедают мелкие рачки. Рачки, в свою очередь, служат пищей рыбам, а последних могут съесть хищные рыбы.

Первичным источником энергии в  водной экосистеме, как и в большинстве  других, служит солнечный свет, благодаря  которому растения синтезируют органическое вещество. Очевидно, биомасса всех существующих в водоёме животных полностью  зависит от биологической продуктивности растений. Часто причиной низкой продуктивности естественных водоёмов бывает недостаток минеральных веществ (в особенности азота и фосфора), необходимых для роста автотрофных растений, или неблагоприятная кислотность воды.