Биоценоз

Биоценоз (биотическое сообщество, биологическое сообщество, экологическое сообщество, живая совокупность) — термин, придуманный Карлом Мёбием в 1877 году, описывающий взаимодействующие организмы, живущие вместе в среде обитания.

Основываясь на концепции биоценоза, экологические сообщества могут принимать различные формы:

  • Зооценоз для сообщества фауны,
  • Фитоценоз для сообщества флоры,
  • Микробиоценоз для микробного сообщества.

Географическая протяженность биоценозов ограничена требованием более или менее однородного видового состава. По участию в биогенном круговороте веществ в биоценозе различают три основные группы организмов:

  1. Продуценты — первичные изготовители (производители)
  2. Консументы — потребители
  3. Редуценты — восстановители

Продуценты

Почти во всех случаях это фотосинтетически активные организмы (растения, цианобактерии, протисты и ряд других одноклеточных организмов). Однако есть примеры архей и бактерий (одноклеточных организмов), которые продуцируют биомассу при окислении неорганических химических соединений (химиоавтотрофов) в гидротермальных ваннах в глубоком океане. Эти организмы считаются существующими на самом низком трофическом уровне.


Грибы и другие организмы, которые получают свою биомассу от окисляющих органических материалов, называются разлагающими и не являются первичными производителями. Однако лишайники, расположенные в тундровом климате, являются исключительным примером первичного производителя, который посредством взаимного симбиоза сочетает в себе фотосинтез водорослями (или, кроме того, азотную фиксацию цианобактериями) с защитой разлагающегося гриба.

Консументы

Эти организмы формально называются гетеротрофами, которые включают животных, некоторые бактерии и грибы. Такие организмы могут потреблять энергию различными способами, т.е к ним относятся травоядные, хищные, паразитирующие животные.

Некоторые плотоядные растения, такие как мухоловка Венеры, также классифицируются как консумент. В рамках экологической пищевой цепи консументы подразделяются на первичных, вторичных и третичных потребителей. Первичные потребители являются травоядными животными, питающимися растениями. Вторичные потребители, с другой стороны, являются плотоядными животными и охотятся на других животных. Животные, которые питаются как растениями, так и животными, также могут считаться вторичными консументами. Третичные потребители, иногда также называемые хищниками-вершинами, обычно находятся на вершине пищевой цепи и способны питаться вторичными потребителями и основными потребителями. Третичные потребители могут быть либо полностью плотоядными, либо всеядными.


Консументы играют важную роль в экосистеме, например, балансируют цепочку продуктов питания, удерживая популяцию растений на разумном уровне. Без надлежащего баланса экосистема может разрушиться и вызвать снижение всех затронутых видов. Это приведет к серьезной нарушенной экосистеме и нефункциональной сети потребителей.

Продукция группировки и трофические (экологические) пирамиды

Понятия о биоценозе, продуцентах и консументах лежат в основе математических (экологических) расчетов продуктивности экосистем. Рассчитать продуктивность группировки, исходя из сведений о продукции даже всех её популяций практически невозможно. Поэтому единственный путь — холистический подход к расчету отдельных составляющих биопродукции процесса группировки в целом.

Если к величине чистой продукции добавить величину дыхания, получим величину валовой продукции. Таким образом, получаются все основные продукционно-деструкционные показатели продуктивности экосистемы: валовая и чистая продукция и общая деструкция. В общем виде все расчеты продукционного процесса группировки n трофических уровней основываются на такой схеме:

Р = A1 – R1 – R2 – … – Rn,


где: Р — чистая продукция группировки; А1 — ассимилированная первым трофическим уровнем энергия (уровнем продуцентов); R1 — количество энергии, которая рассеивается в процессе дыхания первым трофическим уровнем; R2 — вторым трофическим уровнем; Rn — n-ным трофическим уровнем.

Таким образом, «вклад» консументов всех трофических уровней в формирование продукции группировки заключается в энтропизации энергии, пропорциональной величине их дыхания.

В большинстве случаев между величиной первичной и вторичной продукции существует прямая зависимость. Вместе с тем, следует иметь в виду, что в биотической группировке консументы всех порядков существенно влияют на уровень биопродукционного процесса предварительного трофического уровня.

Таким образом, эко- и био-системы являются открытыми неравновесными термодинамическими системами, которые постоянно уменьшают энтропию за счет роста внешней энтропии согласно законам термодинамики.

Энергетическая структура экосистемы находит свое проявление в особенностях трофической сети, цепей питания, соотношении трофических уровней. Современная энергетика биосферы основывается, главным образом, на фотосинтетическом восстановлении диоксида углерода. В процессе его восстановления образуются органические вещества и молекулярный кислород. В этой реакции донором водорода может быть сероводород (у фотосинтезирующих серобактерий), вода (у цианобактерий и зеленых растений), или различные органические соединения (в пурпурных бактериях). Таким образом энергетическая структура экосистемы представляет собой следующую цепочку: энергия на входе (энергия Солнца или химических соединений) — продуценты (фотоавтотрофы или хемотрофы) — консументы 1-го, 2-го и n-го порядков.

iv>

Графическое или числовое изображение соотношение трофических уровней — трофическая (экологическая) пирамида. Различают пирамиды численности, биомассы, продукции и энергии. Наиболее правильную форму имеют пирамиды энергии и производства.

Источник: spravochnick.ru

1) листья укропа → землеройка → обыкновенный ёж → ястреб
2) листья укропа → обыкновенный ёж → ястреб
3) листья укропа → личинка майского жука → землеройка → обыкновенный ёж
4) листья укропа → гусеница бабочки махаон → большая синица → ястреб

3. В пищевой цепи: одноклеточные водоросли → дафнии → …?… → орлан белохвост — под знаком «?» находится

1) обыкновенный перепел 2) утка-кряква
3) обыкновенный скворец 4) ястреб перепелятник

4. Определите потребителя первого порядка в пищевой цепи: хлебные злаки → шведская муха → паук → землеройка → горностай


1) горностай 2) хлебные злаки 3) паук 4) шведская муха

5. Как получают энергию редуценты (разрушители)?

1) Они потребляют воду из почвы. 2) Они питаются растущими растениями.
3) Они используют энергию солнца.
4) Они питаются органическими веществами мёртвых организмов.

6. Как получают энергию продуценты (производители)?

1) Они потребляют воду из почвы. 2) Они используют энергию солнца.
3) Они питаются растущими растениями.
4) Они питаются мёртвыми организмами.

7. Как получают энергию консументы (потребители)?

1) Они используют энергию солнца. 2) Они потребляют воду из почвы.
3) Они питаются растущими растениями.
4) Они минерализуют органические вещества.

8. Какое из следующих утверждений справедливо для продуцентов (организмов — производителей органических веществ)?

1) Они извлекают энергию из употребляемых ими в пищу живых растений.
2) Они извлекают энергию из поедаемых ими остатков растений и животных.
3) Они используют энергию организма-хозяина.
4) Они используют солнечную энергию для создания органических веществ.

9. Какое из следующих утверждений справедливо для паразитов?

1) Они извлекают энергию из употребляемых ими в пищу живых растений.
2) Они извлекают энергию из поедаемых ими останков растений и животных.
3) Они используют солнечную энергию для создания органических веществ.
4) Они получают энергию из веществ организма-хозяина.

>

10. Какое из следующих утверждений справедливо для редуцентов (разрушителей)?

1) Они извлекают энергию из употребляемых ими в пищу живых растений.
2) Они извлекают энергию из поедаемых ими останков растений и животных.
3) Они используют солнечную энергию для создания органических веществ.
4) Они используют энергию организма-хозяина.

11. Какое из следующих утверждений справедливо для консументов (потребителей)?

1) Они разлагают органические вещества до неорганических.
2) Они извлекают энергию из неорганических веществ.
3) Они используют солнечную энергию для создания органических веществ.
4) Они извлекают энергию из поедаемых ими растений и животных.

12. В пищевой цепи: листья капусты → полевой слизень → ? → лисица → орел — под знаком «?» находится

1) полевая мышь 2) обыкновенный стриж
3) обыкновенный ёж 4) ястреб перепелятник

13. В озере, расположенном вблизи животноводческой фермы, неожиданно начали разрастаться водоросли. Что, вероятнее всего, является причиной этого разрастания?

Как получают энергию консументы потребители 1) понижение уровня воды в озере 2) снижение температуры воздуха
3) выброс газов из расположенного на ферме оборудования
4) попадание с фермы в озеро органических веществ

14. Если в процессе эволюции у животного сформировалось сердце, изображённое на рисунке, то органами дыхания животного, скорее всего, будут

1) жабры 2) кожа
3) трахеи 4) лёгкие

Источник: studopedia.info


Что такое пищевая цепь?

Каждый организм должен получать энергию для жизни. Например, растения потребляют энергию солнца, животные питаются растениями, а некоторые животные питаются другими животными.

Пищевая (трофическая) цепь — это последовательность того, кто кого ест в биологическом сообществе (экосистеме) для получения питательных веществ и энергии, поддерживающих жизнедеятельность.

Читайте также: Отличие пищевой цепи от пищевой сети в экосистеме.

Автотрофы (продуценты)

Как получают энергию консументы потребители» data-layzr=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2014/06/Весенние-растения.jpg» alt=»» width=»500″ height=»375″ data-layzr-srcset=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2014/06/Весенние-растения.jpg 800w, https://natworld.info/wp-content/uploads/2014/06/Весенние-растения-300×225.jpg 300w, https://natworld.info/wp-content/uploads/2014/06/Весенние-растения-768×576.jpg 768w, https://natworld.info/wp-content/uploads/2014/06/Весенние-растения-500×375.jpg 500w» sizes=»(max-width: 500px) 100vw, 500px» />

Автотрофы — живые организмы, которые производят свою пищу, то есть собственные органические соединения, из простых молекул, таких как углекислый газ. Существует два основных типа автотрофов:


  • Фотоавтотрофы (фотосинтезирующие организмы) такие, как растения, перерабатывают энергию солнечного света для получения органических соединений — сахаров — из углекислого газа в процессе фотосинтеза. Другими примерами фотоавтотрофов являются водоросли и цианобактерии.
  • Хемоавтотрофы получают органические вещества благодаря химическим реакциям, в которых задействованы неорганические соединения (водород, сероводород, аммиак и т.д.). Этот процесс называется хемосинтезом.

Автотрофы являются основой каждой экосистемы на планете. Они составляют большинство пищевых цепей и сетей, а энергия, получаемая в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, поддерживает все остальные организмы экологических систем. Когда речь идет об их роли в пищевых цепях, автотрофы можно назвать продуцентами или производителями.

Гетеротрофы (консументы)

Как получают энергию консументы потребители» data-layzr=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/09/что-ест-панда.jpg» alt=»» width=»500″ height=»240″ data-layzr-srcset=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/09/что-ест-панда.jpg 628w, https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/09/что-ест-панда-300×144.jpg 300w, https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/09/что-ест-панда-500×240.jpg 500w» sizes=»(max-width: 500px) 100vw, 500px» />


Гетеротрофы, также известные как потребители, не могут использовать солнечную или химическую энергию, для производства собственной пищи из углекислого газа. Вместо этого, гетеротрофы получают энергию, потребляя другие организмы или их побочные продукты. Люди, животные, грибы и многие бактерии — гетеротрофы. Их роль в пищевых цепях заключается в потреблении других живых организмов. Существует множество видов гетеротрофов с разными экологическими ролями: от насекомых и растений до хищников и грибов.

Деструкторы (редуценты)

Как получают энергию консументы потребители» data-layzr=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/03/-в-пищевой-цепи-e1489269459617.jpg» alt=»» width=»500″ height=»317″ data-layzr-srcset=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/03/-в-пищевой-цепи-e1489269459617.jpg 500w, https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/03/-в-пищевой-цепи-e1489269459617-300×190.jpg 300w, https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/03/-в-пищевой-цепи-e1489269459617-183×116.jpg 183w» sizes=»(max-width: 500px) 100vw, 500px» />


Следует упомянуть еще одну группу потребителей, хотя она не всегда фигурирует в схемах пищевых цепей. Эта группа состоит из редуцентов, организмов, которые перерабатываю мертвые органические вещества и отходы, превращаяя их в неорганические соединения.

Редуценты иногда считаются отдельным трофическим уровнем. Как группа, они питаются отмершими организмами, поступающими на различных трофических уровнях. (Например, они способны перерабатывать разлагающееся растительное вещество, тело недоеденной хищниками белки или останки умершего орла.) В определенном смысле, трофический уровень редуцентов проходит параллельно стандартной иерархии первичных, вторичных и третичных потребителей. Грибы и бактерии являются ключевыми редуцентами во многих экосистемах.

Редуценты, как часть пищевой цепи, играют важную роль в поддержании здоровой экосистемы, поскольку благодаря им, в почву возвращаются питательные вещества и влага, которые в дальнейшем используется продуцентами.

Уровни пищевой (трофической) цепи

Пищевая цепь представляет собой линейную последовательность организмов, которые передают питательные вещества и энергию начиная с продуцентов и к высшим хищникам.

Трофический уровень организма — это положение, которое он занимает в пищевой цепи.

Первый трофический уровень

Пищевая цепь начинается с автотрофного организма или продуцента, производящего собственную пищу из первичного источника энергии, как правило, солнечной или энергии гидротермальных источников срединно-океанических хребтов. Например, фотосинтезирующие растения, хемосинтезирующие бактерии и археи.

Второй трофический уровень

Далее следуют организмы, которые питаются автотрофами. Эти организмы называются растительноядными животными или первичными потребителями и потребляют зеленые растения. Примеры включают насекомых, зайцев, овец, гусениц и даже коров.

Третий трофический уровень

Следующим звеном в пищевой цепи являются животные, которые едят травоядных животных — их называют вторичными потребителями или плотоядными (хищными) животными (например, змея, которая питается зайцами или грызунами).

Четвертый трофический уровень

В свою очередь, этих животных едят более крупные хищники — третичные потребители (к примеру, сова ест змей).

Пятый трофический уровень

Третичных потребителей едят четвертичные потребители (например, ястреб ест сов).

Каждая пищевая цепь заканчивается высшим хищником или суперхищником — животным без естественных врагов (например, крокодил, белый медведь, акула и т.д.). Они являются «хозяевами» своих экосистем.

Когда какой-либо организм умирает, его в конце концов съедают детритофаги (такие, как гиены, стервятники, черви, крабы и т.д.), а остальная часть разлагается с помощью редуцентов (в основном, бактерий и грибов), и обмен энергией продолжается.

Стрелки в пищевой цепи показывают поток энергии, от солнца или гидротермальных источников до высших хищников. По мере того, как энергия перетекает из организма в организм, она теряется на каждом звене цепи. Совокупность многих пищевых цепей называется пищевой сетью.

Положение некоторых организмов в пищевой цепи может варьироваться, поскольку их рацион отличается. Например, когда медведь ест ягоды, он выступает как растительноядное животное. Когда он съедает грызуна, питающегося растениями, то становиться первичным хищником. Когда медведь ест лосося, то выступает суперхищником (это связано с тем, что лосось является первичным хищником, поскольку он питается селедкой, а она ест зоопланктон, который питается фитопланктоном, вырабатывающим собственную энергию благодаря солнечному свету). Подумайте о том, как меняется место людей в пищевой цепи, даже часто в течение одного приема пищи.

 

Типы пищевых цепей

Как получают энергию консументы потребители» data-layzr=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/03/Типы-пищевых-цепей.jpg» alt=»» width=»500″ height=»226″ data-layzr-srcset=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/03/Типы-пищевых-цепей.jpg 500w, https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/03/Типы-пищевых-цепей-300×136.jpg 300w» sizes=»(max-width: 500px) 100vw, 500px» />

В природе, как правило, выделяют два типа пищевых цепей: пастбищную и детритную.

Пастбищная пищевая цепь

Этот тип пищевой цепи начинается с живых зеленых растений, предназначенных для питания растительноядных животных, которыми питаются хищники. Экосистемы с таким типом цепи напрямую зависят от солнечной энергии.

Таким образом, пастбищный тип пищевой цепи зависит от автотрофного захвата энергии и перемещения ее по звеньям цепи. Большинство экосистем в природе следуют этому типу пищевой цепи.

Примеры пастбищной пищевой цепи:

  • Трава → Кузнечик → Птица → Ястреб;
  • Растения → Заяц → Лиса → Лев.

Детритная пищевая цепь

Этот тип пищевой цепи начинается с разлагающегося органического материала — детрита — который употребляют детритофаги. Затем, детритофагами питаются хищники. Таким образом, подобные пищевые цепи меньше зависят от прямой солнечной энергии, чем пастбищные. Главное для них — приток органических веществ, производимых в другой системе.

К примеру, такой тип пищевой цепи встречается в разлагающейся подстилке умеренного леса.

Энергия в пищевой цепи

Как получают энергию консументы потребители» data-layzr=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/03/передача-энергии-в-пищевой-цепи.jpg» alt=»» width=»500″ height=»327″ data-layzr-srcset=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/03/передача-энергии-в-пищевой-цепи.jpg 500w, https://natworld.info/wp-content/uploads/2017/03/передача-энергии-в-пищевой-цепи-300×196.jpg 300w» sizes=»(max-width: 500px) 100vw, 500px» />

Энергия переносится между трофическими уровнями, когда один организм питается другим и получает от него питательные вещества. Однако это движение энергии неэффективное, и эта неэффективность ограничивает протяженность пищевых цепей.

Когда энергия входит в трофический уровень, часть ее сохраняется как биомасса, как часть тела организмов. Эта энергия доступна для следующего трофического уровня. Как правило, только около 10% энергии, которая хранится в виде биомассы на одном трофическом уровне, сохраняется в виде биомассы на следующем уровне.

Этот принцип частичного переноса энергии ограничивает длину пищевых цепей, которые, как правило, имеют 3-6 уровней.

На каждом уровне, энергия теряется в виде тепла, а также в форме отходов и отмершей материи, которые используют редуценты.

Почему так много энергии выходит из пищевой сети между одним трофическим уровнем и другим? Вот несколько основных причин неэффективной передачи энергии:

  • На каждом трофическом уровне значительная часть энергии рассеивается в виде тепла, поскольку организмы выполняют клеточное дыхание и передвигаются в повседневной жизни.
  • Некоторые органические молекулы, которыми питаются организмы, не могут перевариваться и выходят в виде фекалий.
  • Не все отдельные организмы в трофическом уровне будут съедены организмами со следующего уровня. Вместо этого, они умирают, не будучи съеденными.
  • Кал и несъеденные мертвые организмы становятся пищей для редуцентов, которые их метаболизируют и преобразовывают в свою энергию.

Итак, ни одна из энергий на самом деле не исчезает — все это в конечном итоге приводит к выделению тепла.

Значение пищевой цепи

Как получают энергию консументы потребители» data-layzr=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2016/08/stado-antilop.jpg» alt=»» width=»500″ height=»350″ data-layzr-srcset=»https://natworld.info/wp-content/uploads/2016/08/stado-antilop.jpg 500w, https://natworld.info/wp-content/uploads/2016/08/stado-antilop-300×210.jpg 300w» sizes=»(max-width: 500px) 100vw, 500px» />

1. Исследования пищевой цепи помогают понять кормовые отношения и взаимодействие между организмами в любой экосистеме.

2. Благодаря им, есть возможность оценить механизм потока энергии и циркуляцию веществ в экосистеме, а также понять движение токсичных веществ в экосистеме.

3. Изучение пищевой цепи позволяет понять проблемы биоусиления.

В любой пищевой цепи, энергия теряется каждый раз, когда один организм потребляется другим. В связи с этим, должно быть намного больше растений, чем растительноядных животных. Автотрофов существует больше, чем гетеротрофов, и поэтому большинство из них являются растительноядными, нежели хищниками. Хотя между животными существует острая конкуренция, все они взаимосвязаны. Когда один вид вымирает, это может воздействовать на множество других видов и иметь непредсказуемые последствия.

Источник: natworld.info


Adblock
detector