Роли, сети и значение наземной пищевой цепи / биология

Примеры пищевых сетей

Многие из описанных отношений носят специфический характер. Однако в каждом биоценозе существуют отношения, в которых принимает участие каждая популяция. Это пищевые или трофические (трофос — пища) отношения.

Примеры пищевых сетей и цепей:

Многие звери питаются растительной пищей. Их называют травоядными, растительноядными, зерноядными.
Есть животные, которые поедают других зверей. Их называют плотоядными, хищниками, насекомоядными.
Встречаются хищные бактерии и грибы.
Многие животные, бактерии, вирусы, грибы, а иногда и растения не только питаются другими организмами, но и обитают на них. Это паразиты (паразитос — нахлебники).
Наконец, многочисленные бактерии и грибы питаются органическими остатками. Это сапротрофы (сапрос — гнилой).

Во всех случаях организм, питающийся другими, извлекает одностороннюю пользу. Участвуя в процессе питания, все особи популяции обеспечивают себя необходимой для их жизнедеятельности энергией и разнообразными веществами. Популяция, служащая объектом питания, испытывает отрицательное воздействие со стороны пожирающих ее хищников.

Пастбищная связь

Пастбищная цепочка начинается с растений. Звенья переходят от травоядных животных к хищникам. При этом теряется до 90% энергии при ее передаче к последующим потребителям. Такие формы делятся на цепи хищников и паразитов.

Пример последовательности: злаки — суслик — лиса — жук-мертвоед. Необходимо указать, что каждое следующее звено не может идти по другим ответвлениям. Цепь единая, она оканчивается только одним хищником. Количество последующих членов всегда меньше тех, что были до него. Пример, который можно предложить: сосна — тля — божьи коровки — пауки — насекомоядные птицы — хищники.

Правильно построенные цепи паразитов отличаются от последовательностей плотоядных. В них последующие звенья вырастают по количеству, но в размерах они уменьшаются. Можно привести пример: трава — травоядные — блохи — жгутиконосцы.

Правильный процесс обмена энергией всегда должен продолжаться. Любой организм даже после смерти становится источником питания детритофагов. А остатки уничтожают редуценты. Но не вся энергия переходит к потребителям, так как они не могут усвоить большое количество за один раз. Детритные цепи можно наблюдать в любой экосистеме.

Движение энергии в пищевой цепи

Между трофическими этапами переносится сила вследствие питания одной особи другой с целью получения необходимой питательной материи. Однако такое взаимодействие энергией неэффективно, поэтому продолжительность пищевых цепочек имеет некие ограничения. В период вхождения энергии в определенную трофическую стадию она превращается в биомассу – часть тела живых существ. Полученная сила расходуется далее следующим трофическим этапом с сохранением лишь 10% энергетического запаса и так далее.

ЕстествознаниеОпределение температуры воздуха, температурный режим, среднегодовое и среднесуточное значения

Звенья

По сравнению с пастбищной цепью детритная цепь не включает продуценты (автотрофы), то есть способные к фотосинтезу водоросли (фитопланктон, ламинарии и т.д.), наземные зелёные растения.

Цепи разложения преобладают на суше, поскольку созданные покрытосеменными растениями органические вещества не успевают поедаться животными. Звеньями детритной пищевой цепи являются:

редуценты (сапротрофы) – бактерии, грибы, некоторые черви, моллюски, личинки насекомых;
консументы (гетеротрофы) – животные нескольких порядков.

Питательную основу цепи разложения составляет детрит – продукты распада органических тканей растительного и животного происхождения. Разложению тканей способствуют микроорганизмы – бактерии и грибы. К детриту относятся:

опавшие листья;
скошенная трава;
древесина мёртвых деревьев;
трупы животных;
экскременты.

Рис. 1. Примеры детрита.

Организмы, которые питаются детритом, называются детритофагами. Они являются консументами первого порядка. К ним относятся различные многоклеточные организмы, живущие на суше и в воде. Например, к наземным детритофагам относятся:

жуки-скарабеи;
дождевые черви;
термиты.

Примеры водных детритофагов:

двустворчатые моллюски;
коловратки;
многощетинковые черви;
некоторые виды рыб.

Рис. 2. Детритофаги.

Детритные цепи могут включать множество консументов разного порядка. Начиная со второго порядка, все консументы являются хищными животными.

ТОП-4 статьикоторые читают вместе с этой

1. Пищевая цепь
2. Экологическая сукцессия
3. Уровни организации живой природы (таблица)
4. Пастбищная пищевая цепь

Детритная цепь начинается с детрита и полностью исключает автотрофов. Однако детритная цепь косвенно зависит от солнечной энергии, так как детрит включает разлагающиеся останки автотрофов и гетеротрофов пастбищной цепи.

Основные участники

У пищевой цепочки подобного типа есть несколько звеньев. В них состоят растительные, животные организмы и бактерии. Участников можно разделить на такие группы:

продуценты — организмы, способные самостоятельно генерировать энергию для жизнедеятельности, или автотрофы;
консументы — организмы с пищеварительным трактом, которые существуют благодаря поеданию консументов или организмов, подобных себе, но низшего уровня (например, сова питается мышами);
редуценты — микроорганизмы, пищей которым служат остатки органических соединений (детрит).

Чтобы правильно составить пастбищную пищевую цепь, следует знать детали местности и особенности региона обитания ее участников. Это леса, луга, озера и моря. Водные пищевые цепи питания более длинные, могут отличаться значительным количеством звеньев (5−7 и более). Первым звеном идут растения. Не начальным пищевым звеном являются растительноядные животные и бактерии, которые активны после гибели живых организмов.

Удаленность организма пищевой цепи от продуцентов называют пищевым (трофическим) уровнем. Организмы, которые получают энергию солнца через одинаковое количество ступеней в цепочке, принадлежат одному уровню:

на первой ступени находятся зеленые растения, которые могут сами изготовить себе питание благодаря солнцу;
на второй — травоядные животные;
на третьей — хищники, которые поедают травоядных;
на четвертой — вторичные хищники.

Начальное звено

Начинаются пастбищные цепи всегда с продуцентов. Это растительные живые организмы, которые по характеру питания разделяются на автотрофов и хемотрофов. Каждый из этих типов функционирует по-своему:

Автотрофы. Улавливают солнечное излучение с длиной волны 380−710 нм. На земле это цветковые растения, хвойные, мхи, другие организмы, в клеточных структурах которых есть хлоропласты. В воде можно указать на зеленые водоросли, фитопланктон. К фотосинтезу способны некоторые бактерии, использующие пигмент бактерио-хлодан. Однако в результате деятельности они не выделяют кислород. Основные вещества, необходимые автотрофам для фотосинтеза — углекислый газ, вода, азот, фосфор, калий и другие микроэлементы.
Хемотрофы. Микроскопические вещества, которые при попадании в комфортную среду начинают постепенно окислять органические и неорганические соединения. В результате окислительно-восстановительных процессов выделяется энергия. Возможны следующие реакции: аэробные (в присутствии кислорода) и анаэробные (без него). Известно несколько тысяч видов подобных организмов и ежегодно открываются новые.

Суммарная масса продуцентов на планете — 95% от всех живых организмов. Ежегодно на Земле они вырабатывают до 100 млрд т органических веществ, которые можно употреблять в свежем виде, тереть, сушить, заготавливать на зиму. За этот же промежуток времени примерно столько же вещества окисляется, трансформируясь в углекислоту и воду.

Продолжение цепочки

Консументы представлены тремя видами живых организмов. Каждый из них занимает свое место в пищевой цепи. По характеру питания можно установить таких участников:

Консументы 1 порядка — травоядные (фитофаги). Потребляют продуценты — коренья, плоды, траву, нектар, семена. Это большинство насекомых, зайцы, бобры, хомяки, ламантины, беспозвоночные, сухопутные черепахи и другие организмы.
Консументы 2 порядка — хищники (поедающие фитофагов). Питаются травоядными существами. Среди них — волки, рыси, лисы, медведи, акулы, соколы, ястребы.
Консументы 3 порядка — падальщики (питанием им служат хищники). Наиболее известные паразитические представители — шакалы, еноты, грифы, жуки-могильщики, пираньи, термиты, гиены.

Финальная группа

Представлена редуцентами — одноклеточными или многоклеточными, питательной средой для которых являются отмершие организмы (растения и животные). Разлагаемые с помощью одноклеточных структур останки носят название детрит. После процесса разложения его употребляют растения и пастбищная цепочка питания в биоценозе замыкается.

О том, какое значение имеют растения на Земле, указывают многочисленные исторические факты. Например, 60 миллионов лет назад, во время Великой меловой катастрофы, внезапно вымерло много видов рептилий и растений. Вместе с ними остались в истории мозазавры, плезиозавры (обитатели морей) и множество моллюсков. Причиной этому послужило отсутствие солнечного света (Землю покрыло облако пыли), из-за чего вымер фитопланктон — первое звено в древней пищевой цепи.

Взаимосвязь компонентов биоценоза

На каждый ярус пищевой пирамиды переходит около 10 % потенциальной энергии корма, остальная энергия теряется в процессе переваривания пищи и рассеивается в виде тепла. Пищевая пирамида позволяет оценить потенциальную продуктивность естественных природных биоценозов. В искусственных биоценозах она позволяет оценить эффективность хозяйствования или необходимость каких-то изменений.

Пищевые, или трофические, связи животных могут проявляться прямо или косвенно, прямые связи – это непосредственно поедание животным своей пищи.

Косвенные трофические связи – это либо конкуренция за еду, либо, наоборот, невольная помощь одного вида другому в захвате пищи.

Каждый биоценоз характеризуется своим собственным особым набором компонентов, разнообразных видов животных, растений, грибов и бактерий. Между всеми этими живыми существами устанавливаются тесные связи, они чрезвычайно разнообразны и могут быть разделены на три большие группы: симбиоз, хищничество и аменсализм.

Симбиоз – это тесное и продолжительное сосуществование представителей разных биологических видов. При длительном симбиозе происходит приспособление этих видов друг к другу, их взаимоадаптация.

Взаимовыгодный симбиоз называется мутуализм.

Паразитизм – отношения, выгодные одному, но вредные другому симбионту. В ходе эволюции паразитизм может переходить в мутуализм.

Комменсализм – это отношения, полезные одному, но безразличные другому симбионту.

Аменсализм – тип межвидовых взаимоотношений, при котором один вид, именуемый аменсалом, претерпевает угнетение роста и развития, а второй, именуемый ингибитором, таким испытаниям не подвержен. Аменсализм в корне отличается от симбиоза тем, что ни один из видов не получает пользы, вместе такие виды, как правило, не живут.

Это формы взаимодействия между организмами разных видов (Рис. 4).

Рис. 5. Формы взаимодействия между организмами разных видов (Источник)

Длительное совместное существование животных в одном биоценозе ведет к разделению между ними пищевых ресурсов, это уменьшает конкуренцию за пищу. Выжили лишь те животные, которые нашли свою еду и специализировались, приспособившись поедать именно ее. Можно выделять экологические группы на основании преобладающих объектов питания, так, растительноядные животные называются фитофаги (Рис. 6). Среди них можно выделить филлофагов (Рис. 6) – животных, поедающих листья, карпофагов – питающихся плодами, или ксилофагов – поедателей древесины (Рис. 7).

Рис. 6. Фитофаги и филлофаги (Источник)

Рис. 7. Карпофаги и ксилофаги (Источник)

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам по набору, вам необходимо добавить его в свою учетную запись, купив его в каталоге.

Конспект урока «Цепи питания. Поток энергии. Взаимосвязь компонентов биоценоза»

Биоценоз – это устойчивая группа взаимосвязанных растений, животных, грибов и микроорганизмов, приспособленных к совместному проживанию на относительно однородном участке пространства.

Основными связями между организмами биоценоза являются пищевые отношения, образующие пищевые цепи. Пищевая цепь – это последовательность, в которой один организм поедается другим. Примером пищевой цепи в наземном биоценозе может служить следующая последовательность: лиственное дерево — гусеница — синица — перепелятник. Гусеница питается лиственным деревом, синица может съесть его, а ястреб, хищная птица, может съесть синицу. В этой цепи четыре звена или уровня. В водном биоценозе пищевая цепь может состоять из водорослей – ракообразных – мелких рыб – крупных хищных рыб. Пищевые цепи обычно состоят из 4-6 уровней, и позже мы увидим, почему.

По пищевым цепям вещество и энергия передаются от одного организма к другому. Часть энергии, извлекаемой при переработке пищи, расходуется в организме на дыхание, движение, размножение, рост и развитие.

Пищевые цепи не изолированы друг от друга, они многократно перекрываются, разветвляются, таким образом образуются пищевые сети. Почти всегда разные виды питаются несколькими разными объектами и служат пищей нескольким животным.

Вы уже знаете, что все организмы делятся на две группы по способу питания: автотрофы и гетеротрофы. Автотрофные организмы являются продуцентами (или продуцентами). Они поглощают энергию Солнца и создают богатые энергией сложные органические соединения из простых неорганических веществ (углекислого газа и воды.

Кроме того, органические вещества используются гетеротрофными организмами, консументами различных порядков.

Восстановители (или разрушители) расщепляют органические остатки автотрофных и гетеротрофных организмов до простых биологических соединений.

Таким образом, связи между пищей и энергией идут по направлению: продуценты — потребители — редуценты. Выделившиеся неорганические вещества снова потребляются автотрофными организмами.

Оказывается, благодаря сложным пищевым взаимоотношениям между организмами происходит биологический круговорот веществ. Она является основой длительного и стабильного существования биоценоза и, следовательно, условием продолжения жизни на нашей планете.

Рассмотрим еще один пример силовой цепи. Заяц питается зелеными частями растений, охотно поедая клевер. А от производящих растений получает накопленную в них энергию.

Заяц — потребитель первого порядка (или первичный потребитель). Часть полученной энергии заяц тратит на свою жизнедеятельность: движение, рост, периодическую линьку. Остальное уходит в тело лисы, которая его съела. Лиса является вторичным потребителем. Если лиса стала жертвой крупной хищной птицы, ее запасенная энергия послужит источником энергии для третичного потребителя. Тушка хищной птицы исчезнет из-за действия редуцентов, замыкающих пищевую цепь.

ВСЕМ СПАТЬ

Активный период жизни у ежей занимает около 5-6 месяцев. Все остальное время они спят. На зиму еж ищет себе убежище под землей, на глубине не менее 1,5 м. Это могут быть пустоты в земле или брошенные норы лис или барсуков. Иногда зверек роет убежище сам. Ошибка в выборе места зимовки может стоить ему жизни: слишком близко расположенные к поверхности логова промерзают, и еж погибает.

Сигналом, что пора отправляться на покой, для животного служит сокращение светового дня и понижение суточной температуры до 10-12 °С. Зимуют ежи по одному. Животное сворачивается плотным клубком, так теплопотери сокращаются. Температура тела ежа опускается с 33,7°С до 1,8°С, частота сердечных сокращений снижается до минимума. В состоянии спячки зверек может прожить без еды до 8 месяцев, тогда как в период бодрствования он не выносит голода даже в течение 10 дней.

Цепи и сети питания. Экологическая пирамида

Раздел ЕГЭ: 7.2. … Трофические уровни. Цепи и сети питания, их звенья. Правила экологической пирамиды. Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания)

Цепи и сети питания

Цепь питания — последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника к потребителю. Каждое предыдущее звено является пищей для следующего.

Виды цепей питания:

Пастбищные (цепь выедания). Начинаются с продуцентов и включают консументов разных порядков.
Детритные (цепь разложения). Начинаются с детрита, включают детритофагов и редуцентов и заканчиваются минеральными веществами.

Пищевая (трофическая) цепь — ряд взаимосвязанных видов, каждый из которых служит пищей предыдущему. В реальных биогеоценозах комплексы взаимосвязанных трофических цепей образуют пищевые сети.

Сети питания — сложившиеся в процессе эволюции взаимоотношения в экосистемах, при которых многие компоненты питаются разными объектами и сами служат пищей различным членам экосистемы.

Для существования и развития экосистем необходим постоянный прилив солнечной энергии, усвоение которой обеспечивают продуценты. В большинстве экосистем биомасса и заключенная в ней энергия уменьшается на каждом новом уровне приблизительно в десять раз.

Трофический уровень — единица, обозначающая удалённость организма от продуцентов в пищевой (трофической) цепи. Слово трофический происходит от греческого τροφή — еда.

Все экосистемы связаны между собой круговоротом веществ, реализуемым через пищевые сети (и благодаря атмосферным и геологическим явлениям). Пищевые связи в экосистемах характеризуют, используя экологические пирамиды.

Экологическая пирамида

Экологическая пирамида — закономерность, отражающая соотношение по пищевым уровням продуцентов и консументов различного порядка.

Типы пирамид:

Пирамида энергии. Закономерность, согласно которой поток энергии постепенно уменьшается и обесценивается при переходе от звена к звену в цепи питания.

Пирамида биомассы. Закономерность, согласно которой каждый последующий пищевой уровень имеет массу в 10 раз меньшую, чем предыдущий.

Пирамида чисел. Закономерность, отражающая число особей на каждом пищевом уровне. Главная тенденция — уменьшение числа особей от звена к звену.

Правило экологической пирамиды: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, образованной за единицу времени, больше, чем на последующем, в 10 раз.

Так как биомасса по мере продвижения на высшие трофические уровни уменьшается в геометрической прогрессии, их общее количество обычно не превышает трех-пяти.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Цепи и сети питания. Экологическая пирамида». Выберите дальнейшее действие:

Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по биологии

Примеры

В лиственных лесах

Здесь чаще всего встречается детритный трофический тип, известная часть энергообмена происходит за счет переработки микробактериями лесной подстилки.

Обычная цепь питания в широколиственных лесах составлена из трех-четырех ниш:

Семена деревьев — лесная мышь — филин. В такой схеме дерево — продуцент, консумент первого порядка — мышь поедает продукт, производимый им — семя, а ее в свою очередь ловит филин, чья кормовая база на 60 % состоит из мелких грызунов.
Кора дерева или кустарника — жук-короед — воробей — ястреб. Подобный вид сложнее — здесь присутствуют консументы трех разрядов. Растительная пища — кора — идет на корм членистоногому короеду. Он становится добычей маленькой насекомоядной пташки — такой, как воробей. Тот попадает в когти крупной хищной птицы — ястреба, питающегося маленькими собратьями и млекопитающими.
Травянистое растение — гусеница — большой жук (красотел пахучий) — синица — кобчик. Представленная линейка — одна из сложнейших в лесу. В ней находятся два типа насекомых — гетеротрофов, один из которых плотоядный.

Чем богаче видовое разнообразие в природной зоне, тем сложнее будут трофические пирамиды, обнаруженные на ее территории.

В смешанных лесах

Эта зона отличается широким ареалом обитания множества разновидностей живых существ.

Вот пара примеров:

Гриб — лось — медведь. Короткая, но вполне отражающая особенности местной флоры и фауны взаимосвязь. Грибы-автотрофы поглощаются фитофагом-лосем. В природе на столь мощного копытного осмеливается охотиться лишь еще более мощный зверь – медведь. Именно косолапый является венцом этой экосистемы, не имея естественных врагов.
Ель — жук-древоточец — дятел — сокол — клещ. В данном случае цепь замыкается на редуценте – паразите, питающемся кровью сокола. Первая часть последовательности схожа с предыдущей, вторая содержит насекомое-деструктора, относящегося к группе паразитирующих организмов. Их участие в круговороте веществ весьма характерно для лесных территорий.

Напоследок стоит отметить, что наличие в пищевой сети бактерий-сапрофагов — обычное явление для практически любого типа трофических связей в упомянутых экосистемах.

В хвойных лесах

Такие леса встречаются большей частью в природной зоне тайги и тундры.

Трофические связи здесь похожи на предыдущие:

Сосна – белка – лиса — блоха. Четырехуровневая цепь изображает типичную для тайги взаимосвязь: белка питается семенами из сосновых шишек, и сама становится добычей для крупного млекопитающего – рыжей лисицы. А на шкуре хищницы заводятся паразиты – блохи, сосущие кровь.
Лишайник – олень – рысь. В северных лесах произрастают мхи и лишайники. Эти растения являются основой рациона оленей. На последних часто охотятся большие таежные кошки – рыси.
Перегной – детритные бактерии – одноклеточные – грибы – кабан – медведь. Подобные длинные цепочки характерны для хвойных угодий. В них участвуют микроскопические организмы в качестве консументов.

Кроме того, в такой экосистеме распространены именно детритные последовательности, поскольку процесс гниения животных и растительных останков крайне важен для нормальной жизнедеятельности лесов.

Редуценты

Пищевые цепи могут быть двух видов. В частности, выделяют детритные и пастбищные структуры. Выше описаны примеры последних. В них на первом уровне присутствуют зеленые растения, на втором – пастбищные животные, на третьем – хищники. Однако в телах погибших растений и животных еще содержится энергия и «строительный материал» наряду с прижизненными выделениями (мочой и фекалиями). Все эти органические материалы подвергаются разложению за счет активности микроорганизмов – бактерий и грибов. Они живут на органических остатках как сапрофиты. Организмы данного типа называются редуцентами. Ими выделяются пищеварительные ферменты на отходы жизнедеятельности либо на мертвые тела, а затем поглощаются продукты переваривания. Разложение может происходить с различной скоростью. Потребление органических соединений фекалий, мочи, животных трупов осуществляется в течение нескольких недель. При этом упавшие ветви или деревья могут разлагаться годами.

Проверь себя

Покажи на карте лесные зоны.

Зона тайги показана на карте темно-зеленым цветом. Она самая большая в России и найти ее несложно.

Южнее зоны тайги светло-зеленым цветом показана зона смешанных лесов, которая плавно переходит в зону широколиственных лесов. Это зоны нет в Восточной Сибири, но она есть на Дальнем Востоке.

Раскрой особенности тайги, смешанных и широколиственных лесов.

Тайга представляет собой густой хвойный лес.

Смешанный лес — это переходная зона между тайгой и широколиственными лесами. В смешанных лесах встречаются как хвойные деревья. Так и деревья лиственных пород. Широколиственные леса образованы теплолюбивыми лиственными породами деревьев.

Какие экологические связи сложились в тайге?

Животные и птицы питаются орехами и семенами хвойных деревьев и одновременно помогают этим деревьям расселяться на новые территории.