Определение понятия

Пища состоит из витаминов и микроэлементов, в которых нуждается каждый живой организм. Стабильный биоценоз возможен только при распределении полезных веществ с помощью цепочек. В их составе может быть до 5 звеньев, их делят на три группы:

• продуценты;
• консументы;
• редуценты.

Продуцентами (или автотрофами) называются организмы, способные самостоятельно производить из неорганических элементов органические. Чаще всего это растения — они добывают энергию путем фотосинтеза.

Консументы представлены гетеротрофами, они получают органику уже в готовом виде. Так выживают хищные и травоядные животные.

Последнее звено последовательности — редуценты. Это микроскопические организмы, которые существуют для того, чтобы участвовать в процессе разложения органики.

Автотрофы (продуценты)

Автотрофы формируют свои клетки на основе неорганических компонентов и солнечного света. Так принято называть растения. Они входят в первое звено пищевой последовательности и находятся на ее начальном уровне. Питаются продуценты крахмалом и другими веществами, которые поступают из почвы, подземных вод и света.

Во время фотосинтеза и хемосинтеза растения превращают сырые элементы в клетки, которые могут трансформировать солнечные лучи в энергию. В биологии известно два вида продуцентов:

• фотоавтотрофы;
• хемоавтотрофы.

Первые — это живые существа, использующие для питания солнечный свет. С помощью фотосинтеза они производят полезные вещества. К этой группе относится большинство растений, морские водоросли и цианобактерии, которые входят в наземную экосистему. Фотоавтотрофами называют деревья, высокие травы и другие организмы, растущие в лесах, саваннах, степях и на полях.

Хемоавтотрофы получают питательные соединения благодаря тому, что неорганические компоненты взаимодействуют. Это продуценты водной экосистемы — фитопланктоны, цианобактерии и водоросли, но их роль на планете чрезвычайно мала.

Особенности гетеротрофов

Консументы (гетеротрофы) — это тип организмов, которые требуют веществ в готовом виде. К ним относятся животные, бактерии, растения-паразиты и хищники, а также человек. Эта группа не может самостоятельно создавать из неорганических соединений органические.

Гетеротрофы в пищевой цепи занимают место потребителей. Для питания им необходимы животные и растительные ткани. В такой пище нуждаются все животные, грибы и археи. Некоторые растения только наполовину считаются гетеротрофами, поскольку они поедают мясо, чтобы добыть азот, а остальные элементы получают благодаря солнечному свету.

Ученые выделили два вида этой группы:

• фотогетеротрофы;
• хемогетеротрофы.

К первому относятся организмы, получающие энергию из света. Бо́льшая часть фотогетеротрофов — это пурпурные несерные бактерии. Они могут расти только под солнечными лучами и при наличии готовых органических веществ.

Второй подтип умеет выделять для питания энергию во время окисления или восстановления неорганических соединений. К нему можно отнести всех животных, некоторые микроорганизмы и человека.

Типы деструкторов

Значительную роль в цепи питания играют деструкторы (разрушители). Они умеют перерабатывать неживую органику в неорганические вещества. В дикой природе им выделена отдельная трофическая ниша.

Роль разрушителей заключается в переработке мертвых животных и растений, которые начали разлагаться. Сюда относятся классы некоторых грибов и бактерий. Они насыщают почву водой и питательными компонентами.

Элементы, которые появляются в результате деятельности разрушителей, необходимы для продуцентов. Эти микроорганизмы, бактерии и грибы можно также отнести к гетеротрофам. А в экосистеме они приближены к детритофагам, так как сами питаются мертвой органикой.

Энергия, полученная от разлагающихся растений и животных, необходима разрушителям — сапрофагам и бактериям. В этом случае они поглощают максимальное количество питательных элементов, которые живые организмы накопили за время своей жизни.

Органическую массу они разлагают двумя путями: превращают углеводы в аммиак, воду и диоксид углерода, а также с помощью микроорганизмов образуют в грунте гумус. Почва получает биогенные компоненты, и это завершает биохимический процесс. Так как разрушители тоже считаются гетеротрофами, их еще называют микроконсументами.

Основные уровни

Пастбищная и детритная пищевая цепь всегда начинается с растений или автотрофов. Они отличаются от других организмов тем, что сами производят для себя энергию и полезные вещества. Их поедают травоядные животные, которые становятся кормом для хищников и всеядных зверей. На вершине этой взаимосвязи стоит человек. Он может питаться практически любыми низшими представителями цепи.

Первое звено — это всегда автотрофы (производители). Они являются источниками питания для последующих потребителей. А их поедают вторичные. Положение, которое занимает организм в последовательности, называется трофическим уровнем.

Каждое звено формирует определенную последовательность, через которую проходит энергия к конечному потребителю. При этом один организм может занимать сразу несколько уровней. Это зависит от того, чем он питается.

Пример пищевой цепочки: гнилая листва — червь — землеройка — сова — хищник. От самого первого звена до последнего передаются энергия и питательные элементы. Все последовательности делятся на пять уровней. Первый занимают автотрофы, второй — травоядные животные, а остальные — хищники.

Признаки первой ступени

Начальный уровень состоит из автотрофов. Здесь преобладают зеленые растения, организмы-прокариоты и некоторые бактерии. Они фотосинтезируют, то есть добывают энергию при переработке солнечных лучей. А также создавать питательные элементы им помогает вода. Основу их клеток должны составить молекулы органического происхождения, созданные с помощью химических соединений.

Второй тип — хемосинтезирующие бактерии, они тоже вносят вклад в первый уровень. Они способны трансформировать в питательные элементы неорганические компоненты. Автотрофы сами создают свои ткани и основу для питания других потребителей.

Основные продуценты в водных экосистемах — это водоросли. Обычно это одноклеточные создания, проживающие в рифах и поверхностных слоях морей и других водоемов. На суше первый уровень представлен более развитыми формами жизни. Это растения семейства голосеменных и покрытосеменных, которые растут на лугах и в лесах.

Автотрофы служат пищей для остальных звеньев цепочки. Сами они никого не поедают, так как им достаточно органических соединений, которые они вырабатывают. Другие звенья полностью зависят именно от представителей первого уровня цепи.

Виды второй группы

Во второй группе последовательности находятся первичные консументы — животные, предпочитающие траву. На суше они представлены червями, птицами и рептилиями, некоторыми млекопитающими. Консументы состоят из двух больших подвидов — копытных и мелких грызунов. В первую входят крупный рогатый скот, лошади и овцы. Все они едят исключительно растительную пищу.

В пресных водоемах и океанах водоросли употребляют моллюски, речные и морские ракообразные:

• мидии;
• устрицы;
• личинки крабов;
• раки.

Они всасывают воду и фильтруют ее с помощью специальных органов. Жидкость уходит обратно в водоем, а в их организмах оказываются остатки растений. Кроме простейших представителей фауны, на втором уровне находится и зоопланктон. С него начинаются практически все цепи питания в водной экосистеме.

Но не все живые организмы употребляют растения в пищу в прямом смысле. Некоторые выживают в качестве паразитов. Они обвивают деревья, поселяются под корой и живут до тех пор, пока существует источник питания. Паразиты обитают также на грибах и животных. Как только погибает их носитель, сами они пытаются найти другого или умирают вместе с ним.

Остальные представители

На третьем уровне находятся плотоядные животные, для которых характерно поедание травоядных. Эти хищники могут питаться падалью или становятся паразитами на теле живых организмов, или нападают на своих жертв в случае голода.

Четвертый уровень представлен животными, которые едят более слабых. Например, в голодные периоды волки нападают на лисиц, хотя обычно они убивают только больных зверей. На каждом уровне цепи оказываются организмы сильнее предыдущих. Последнее звено всегда занимает самый крепкий хищник. Это хозяева природных условий, ведь у них практически нет конкурентов. Они отличаются ростом, массой, выносливостью и другими физическими возможностями.

Пятый уровень представлен сапрофитами — грибами и бактериями. Но и некоторые животные также могут поедать своих умерших собратьев.

Все пищевые цепи замыкают редуценты. Эти микроорганизмы занимаются тем, что разлагают органику. Они поедают детрит — остатки мертвых растений и животных.

Самая большая цепь может состоять только из пяти звеньев. Это обусловлено тем, что каждый уровень получает лишь 10% энергии от предыдущего. Остальная теряется в процессе передачи в виде теплоты.

Детритные звенья

Детритная последовательность начинается с мертвых организмов. Эту органику поедают беспозвоночные животные или ее разлагают бактерии и грибы. В цепочке присутствует три типа организмов:

• детриты — мертвые компоненты;
• детритофаги — те, кто их поедает;
• деструкторы — разрушители.

Характерные черты цепи — присутствие в двух экосистемах, наличие сразу нескольких консументов, связь с пастбищной последовательностью. Обычно одна форма доминирует над другой. Но под землей, куда не попадает солнечный свет, присутствует только детритная система.

Пищевые цепи не изолированы, они разветвленные. У одного продуцента может быть сразу несколько консументов. Последние иногда имеют по 2−3 источника питания. И только они сами могут определить, какой выбрать сегодня.

Типичный пример детритной пищевой цепи: мертвые животные — муха — лягушка — уж. В последовательности образуются трофические уровни. На первом здесь находится мертвая органика, на втором более слабое плотоядное животное, следующие занимают сильные хищники. Чаще других использует детритные цепи питания человек. Он стоит во главе последовательности, так как может поедать практически любых животных.

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.

Источник: nauka.club

Автотрофы

Автотрофы или продуценты — это организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений, используя солнечную энергию. К автотрофам относятся растения ( только растения).

Они синтезируют из СО₂, Н₂О (неорганические молекулы) под воздействием солнечной энергии — глюкозу (органические молекулы) и О₂. Они составляют первое звено в пищевой цепи и находятся на 1 трофическом уровне. Для растений пищей являются крахмал и питательные вещества, которые добываются из почвы и солнечного света. Им не нужно заниматься поисками пропитания, достаточно будет просто использовать свои собственные врожденные способности и особенности для получения необходимых питательных веществ, обеспечивающих рост и развитие.

Итак, автотрофы — это растения, которые добывают себе пропитание из дождя, почвы и солнечного света. Важную роль в снабжении клеток питательными и минеральными веществами играет фотосинтез (использование света), а также хемосинтез (химическая энергия). В ходе этих сложных процессов «сырые» питательные вещества и полезные ископаемые преобразовываются в специальные клетки, которые поглощают солнечный свет и трансформируют его в энергию. Автотрофы также именуются производителями.

В природе известны два типа автотрофов:

1. Фотоавтотрофы. К данному виду относятся живые существа, участвующие в фотосинтезе – растения, преобразующие солнечную энергию в сложные комбинации. То есть они производят питательные вещества, полученные из углекислоты вследствие работы фотосинтеза. По подобному принципу живут и водоросли с цианобактериями.
2. Хемоавтотрофы. Благодаря химическим взаимодействиям неорганических соединений, происходит поступление органических веществ в организмы экосистемы. Этот процесс носит название “хемосинтез”.

Практически все продуценты — фотоавтотрофы, т. е. зеленые растения, водоросли и некоторые прокариоты, например цианобактерии (раньше их называли сине-зелеными водорослями). Роль хемоавтотрофов в масштабах биосферы пренебрежимо мала. Микроскопические водоросли и цианобактерии, составляющие фитопланктон, являются главными продуцентами водных экосистем. Напротив, на первом трофическом уровне наземных экосистем преобладают крупные растения, например деревья в лесах, травы в саваннах, степях, на полях и т. д.

Гетеротрофы

Гетеротрофы (от греч. Heterone — «другой» и trophe — «питание») — организмы, требующие органических соединений, как источника углерода для роста и развития. Также известны как консументы (от лат. consume — употреблять).

К гетеротрофным организмам относятся все животные и человек, а также некоторые паразитические растения и бактерии. Среди этих растений можно выделить группу растений паразитов и растений-хищников. Гетеротрофные организмы (животные, грибы, часть прокариотов) не могут создавать органические соединения непосредственно из неорганических.

Гетеротрофы или консументы — это организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества (обычно ткани растений или животных), этот процесс известен, как гетеротрофное питание.

Гетеротрофы известны как консументы или потребители в пищевой цепочке. Гетеротрофы является противоположностью автотрофам, которые используют неорганические вещества, углекислоту или бикарбонат, как единственный источник углерода. Все животные — гетеротрофы, также как и грибы и многие бактерии и археи (группа микроорганизмов с прокариотным типом строения клетки). Некоторые паразитические растения также полностью или частично являются гетеротрофами, тогда как хищные растения потребляют мясо для получения азота, будучи при этом автотрофами.

Гетеротрофы не в состоянии синтезировать органические соединения на основе углерода независимо, используя неорганические источники (например животные, в отличие от растений, не могут проводить фотосинтез) и поэтому должны получать питательные вещества от автотрофов или других гетеротрофов. Чтобы называться гетеротрофам, организм должен получать углерод из органических соединений. Если он получает азот из органических соединений, но не углерод, он будет считаться автотрофом.

Есть два возможных подтипа гетеротрофов:

1. Фотогетеротрофы, получающих энергию от света. К ним относятся некоторые виды бактерий, нуждающихся в готовых органических соединениях, источником энергии является свет. В частности, к фотогетеротрофам относят большинство несерных пурпурных бактерий, поскольку они растут лишь при наличии света и органических соединений.
2. Хезогетеротрофы, что получают энергию за счет окисления или восстановления неорганических смесей. Такой тип питания реализуется у человека, животных и многих микроорганизмов.

Деструкторы

Немаловажную роль в экосистеме и структуре пищевого взаимодействия выполняют представители группы деструкторов или разрушителей. Данную группу составляют редуценты, перерабатывающие неживые органические соединения и превращающие их в неорганические вещества. Деструкторы занимают нишу отдельного трофического этапа в природе. Их роль состоит в переработке разлагающихся растений и останков погибших животных. Характерными представителями редуцентов являются классы грибов и бактерий, играющих, в свою очередь, большое значение в деятельности экосистем. С их помощью почва получает питание и воду, используемую представителями продуцентов.

Деструкторы — (редуценты) — это организмы, в ходе своей жизнедеятельности превращающие (разрушающие) органические вещества в неорганические вещества, пригодные для использования продуцентами. Являются гетеротрофами. Преимущественно это бактерии и грибы. Деструкторы по своему положению в экосистеме близки к детритофагам, так как тоже питаются мертвым органическим веществом.

Наконец, деструкторы в виде сапрофагов и бактерий используют энергию мертвых растений и животных. На этом этапе потребляется наибольшее количество запасенной живыми существами энергии. Разложение органической массы происходит в двух направлениях: распад углеводов в процессе минерализации до диоксида углерода, аммиака и воды; образование гумуса в почве под влиянием микроорганизмов.

Воз­вращая в почву или в водную среду биогенные элементы, они, тем самым, завершают биохимический круговорот. Функционально деструкторы — это те же самые гетеротрофы (консументы), поэтому их часто называют микроконсументами.

Уровни пищевой цепи

Автотрофы не зависят от других организмов, они сами являются основным производителем и занимают начальный уровень пищевой цепочки. Травоядные животные, которые питаются автотрофами, занимают второй трофический уровень. Далее располагаются всеядные и плотоядные гетеротрофы. Наконец, на вершине цепи питания находится человек, который использует для пропитания как первых, так и вторых. Биологические организмы автотрофы и гетеротрофы — это два типа биотических компонентов экосистемы, которые взаимодействуют друг с другом. Все живые организмы могут быть классифицированы как автотрофы или как гетеротрофы. В экосистеме поток энергии от одного организма к другому определяется понятием пищевой цепи.

Все пищевые цепочки начинаются на уровне производителя. Основные потребители едят производителей для получения энергии. Основные потребители съедаются вторичными потребителями- вторичных потребителей едят третичные потребители и так далее.

Пищевая цепочка – линейная иерархия живых существ, передающая питание и энергию от автотрофов к высшим животным. Определенное положение, занятое организмом в тот или иной момент пищевой цепи, носит название трофический уровень.

Каждый организм, зависящий от следующего организма в плане пропитания, формирует линейную последовательность, через которую энергия переходит от одного организма к другому. Проще говоря, пищевая цепочка показывает, кто кого ест. Следует особо отметить, что один и тот же биологический вид может занимать несколько трофических уровней. Например, если он употребляет в пищу мясо травоядных животных, он является консументом второго порядка, но если он питается и растительностью, то выступает одновременно и в качестве консумента первого порядка.

Примеры цепей питания в лиственно-хвойном лесу:

кора березы —> заяц —> волк —> редуценты;

древесина —> личинка майского жука —> дятел —> ястреб —> редуценты;

опавшая листва (детрит) —> черви —> землеройки —> сова —> редуценты.

Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Типичный пример: животное поедает растения. Это животное в свою очередь может быть съедено другим животным, и таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов — каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено — трофическим уровнем (греч. trophos-питание). Первый трофический уровень занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего — вторичными консументами и т. д. Обычно бывает четыре или пять трофических уровней и редко больше шести.

Итак, рассмотрим существующие трофические уровни:

Первый

Автотрофы (первичные продуценты). Первичными продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зеленые растения. Некоторые прокариоты, а именно сине-зеленые водоросли и немногочисленные виды бактерий, тоже фото — синтезируют, но их вклад относительно невелик. Фотоавтотрофы превращают солнечную энергию (энергию света) в химическую энергию, заключенную в органических молекулах, из которых построены их ткани. Небольшой вклад в продукцию органического вещества вносят и хемосинтезирующие бактерии, извлекающие энергию из неорганических соединений.

В водных экосистемах главными продуцентами являются водоросли — часто мелкие одноклеточные организмы, составляющие фитопланктон поверхностных слоев океанов и озер. На суше большую часть первичной продукции поставляют более высокоорганизованные формы, относящиеся к голосеменным и покрытосеменным. Они формируют леса и луга.

Второй

Второй уровень цепи занимают первичные консументы, которые питаются первичными продуцентами, т. е. это травоядные животные. На суше типичными травоядными являются многие насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. Наиболее важные группы травоядных млекопитающих — это грызуны и копытные. К последним относятся пастбищные животные, такие, как лошади, овцы, крупный рогатый скот.

В водных экосистемах (пресноводных и морских) травоядные формы представлены обычно моллюсками и мелкими ракообразными. Большинство этих организмов — ветвистоусые и веслоногие раки, личинки крабов, усоногие раки и двустворчатые моллюски (например, мидии и устрицы) — питаются, отфильтровывая мельчайших первичных продуцентов из воды. Вместе с простейшими многие из них составляют основную часть зоопланктона, питающегося фитопланктоном. Жизнь в океанах и озерах практически полностью зависит от планктона, так как с него начинаются почти все пищевые цепи.

К первичным консументам относятся также паразиты растений (грибы, растения и животные).

Третий

Следующее, третье звено в пищевой цепи принадлежит животным, поедающих других травоядных зверей. Это плотоядные животные, хищники, которые охотятся и убивают жертву или те, которые питаются падалью (грифы) или паразиты, которые меньше своих хозяев (блохи, комары и т. п.). К данному классу относится, например, змея, питающаяся как зайцами, так и грызунами.

Четвертый

О четвертом уровне трофической цепи можно говорить, когда животного из третьей трофической стадии (например лису) поедает более крупный зверь (например, волк). В типичных пищевых цепях хищников плотоядные животные оказываются крупнее на каждом следующем трофическом уровне. Любая пищевая цепочка заканчивается на хищнике или же суперхищнике – самом сильном животном, не имеющего “врагов”, равных ему по размеру, весу и силе (медведь, крокодил, акула). Таких представителей относят к “хозяевам” своих природных условий существования.

Пятый

Замыкающим звеном пищевой цепи обычно являются редуценты — микроорганизмы, которые разлагают органические вещества. Это сапрофиты (обычно, бактерии и грибы), питающиеся органическими остатками мёртвых растений и животных (детритом). Детритом могут также питаться животные – детритофаги, ускоряя процесс разложения остатков.

Цепь питания не может состоять из шести и более звеньев, так как каждое новое звено получает только 10% энергии предыдущего звена, еще 90% теряется в виде теплоты.

Виды пищевых цепей

В природе существуют две разновидности пищевого взаимодействия, или пищевых цепей: пастбищная и детритная:

Пастбищная пищевая цепь

Она начинается с растений и тянется дальше к растительноядным животным (фитофагам), а затем и к хищникам. В подобной цепи при каждом переходе к следующему звену теряется до 80-90% потенциальной энергии пищи, так как она переходит в тепло. Пастбищные пищевые цепи делятся на пищевые цепи хищников и пищевые цепи паразитов.

При продвижении по пищевой цепи хищников, размер каждого последующего его члена больше, чем размер предыдущего, но численность каждых следующих участников пищевой цепи меньше численности ее предыдущих представителей. Примером пищевой цепи хищников может служить следующая последовательность:

• Сосна обыкновенная => Тли => Божьи коровки => Пауки =>Насекомоядные птицы => Хищные птицы.

В отличии от пищевой цепи хищников, пищевые цепи паразитов ведут к организмам, которые все более уменьшаются в размерах и увеличиваются численно. В качестве примера можно привести следующую цепь:

• Трава => Травоядные млекопитающие => Блохи => Жгутиконосцы.

В пастбищных пищевых цепях первым звеном всегда служат продуценты (растения). За ними идут консументы первого порядка — растительноядные животные. Далее — потребители второго порядка — мелкие хищники. За ними — консументы третьего порядка — крупные хищники. Далее также могут быть потребители четвертого порядка, такие длинные пищевые цепи обычно встречаются в океанах. Последним звеном являются редуценты.

Детритная пищевая цепь

Детритная пищевая цепь берет свое начало от мертвого органического вещества (т.н. детрита), которое либо потребляется в пищу мелкими, преимущественно беспозвоночными животными, либо разлагается бактериями или грибами. Организмы, потребляющие мертвое органическое вещество, называются детритофагами, разлагающие его — деструкторами. Пастбищная и детритная пищевые цепи обычно существуют в экосистемах совместно, но один из видов пищевых цепей почти всегда доминирует над другим. В некоторых же специфических средах (например в подземной), где из-за отсутствия света невозможна жизнедеятельность зеленых растений, существуют только детритные пищевые цепи. В экосистемах пищевые цепи не изолированы друг от друга, а тесно переплетены. Они составляют так называемые пищевые сети. Это происходит потому, что каждый продуцент имеет не одного, а нескольких консументов, которые, в свою очередь, могут иметь несколько источников питания.

В пищевых цепях образуются так называемые трофические уровни. Трофические уровни классифицируют организмы в пищевой цепи по типам их жизнедеятельности или по источникам получения энергии. Растения занимают первый трофический уровень (уровень продуцентов), травоядные (консументы первого порядка) относятся ко второму трофическому уровню, хищники, поедающие травоядных, образуют третий трофический уровень, вторичные хищники — четвертый и т.д.  Поток энергии в экосистеме. Как нам известно, перенос энергии в экосистеме осуществляется через пищевые цепи. Но далеко не вся энергия предыдущего трофического уровня переходит на следующий. В качестве примера можно привести следующую ситуацию: чистая первичная продукция в экосистеме (то есть количество энергии, накопленное продуцентами) составляет 200 ккал/м², вторичная продуктивность (энергия, накопленная консументами первого порядка) равна 20 ккал/м² или 10% от предыдущего трофческого уровня, энергия же следующего уровня составляет 2 ккал/м², что равно 20% от энергии предыдущего уровня. Как видно из данного примера, при каждом переходе на более высокий уровень теряется 80-90% энергии предыдущего звена пищевой цепи.  Универсальная модель потока энергии. Поступление и расход энергии можно рассмотреть с помощью универсальной модели потока энергии. Она применима к любому живому компоненту экосистемы: растению, животному, микроорганизмам, популяции или трофической группе. Подобные графические модели, соединенные между собой, могут отражать пищевые цепи (при последовательном соединении схем потока энергии нескольких трофических уровней образуется схема потока энергии в пищевой цепи) или биоэнергетику в целом.

Движение энергии в пищевой цепи

После смерти какой-либо особи она употребляется детритофагами (стервятниками, крабами, червями и т.д.). Остальная ее часть разлагается редуцентами (бактериями, грибами), вследствие чего и продолжается процесс энергетического обмена. Поток энергии в периодичности цепи указан стрелками от солнца либо гидротермального начала до класса высших существ. В независимости от того, как и от кого передается энергия, она имеет свойство “потери” на каждой трофической стадии пищевой цепи. Подобные потери связаны с тем, что значительная часть энергии при переходе с одной ступени на другую не усваивается представителями следующего трофического уровня или превращается в тепло, недоступное для использования живыми организмами.

Итак, нам известно, что перенос энергии в экосистеме осуществляется через пищевые цепи. Но далеко не вся энергия предыдущего трофического уровня переходит на следующий. В качестве примера можно привести следующую ситуацию: чистая первичная продукция в экосистеме (то есть количество энергии, накопленное продуцентами) составляет 200 ккал/м², вторичная продуктивность (энергия, накопленная консументами первого порядка) равна 20 ккал/м² или 10% от предыдущего трофического уровня, энергия же следующего уровня составляет 2 ккал/м², что равно 20% от энергии предыдущего уровня. Как видно из данного примера, при каждом переходе на более высокий уровень теряется 80-90% энергии предыдущего звена пищевой цепи.  Универсальная модель потока энергии. Поступление и расход энергии можно рассмотреть с помощью универсальной модели потока энергии. Она применима к любому живому компоненту экосистемы: растению, животному, микроорганизмам, популяции или трофической группе. Подобные графические модели, соединенные между собой, могут отражать пищевые цепи (при последовательном соединении схем потока энергии нескольких трофических уровней образуется схема потока энергии в пищевой цепи) или биоэнергетику в целом.

Для лучшего усвоения материала о пищевой цепи рекомендуем посмотреть познавательное видео:

Источник: www.polnaja-jenciklopedija.ru

• Организмы первого трофического уровня в пастбищных пищевых цепях — это первичные продуценты, автотрофные организмы — растения лугов, лесов, водоемов, хемосинтезирующие бактерии. В детритных пищевых цепях автотрофные организмы отсутствуют, а первый трофический уровень детритной пищевой цепи образует детрит.
• Второй трофический уровень цепи питания образуют консументы первого порядка — в основном растительноядные животные — фитофаги. Кроме того, в его состав входят высшие и низшие растения-паразиты, а также питающиеся фитопланктоном представители зоопланктона.
• Третий трофический уровень составляют консументы второго порядка — плотоядные животные — зоофаги, поедающие растительноядных животных. Это хищники первого порядка — мелкие млекопитающие, насекомоядные птицы. Сюда же относятся эндо- и эктопаразиты зоофагов, а также те фитофаги, которые живут за счет поедания растений-паразитов.
• Четвертый трофический уровень представлен консументами третьего порядка — более крупными плотоядными животными — хищниками второго порядка, а также животными, паразитирующими на хищниках первого порядка.
• Конечным, пятым, трофическим уровнем являются потребители мертвого органического вещества и продуктов жизнедеятельности — деструкторы (редуценты). К ним относятся: беспозвоночные животные — сапрофаги, копрофаги, некрофаги, поедающие остатки, отбросы и трупы организмов; растения-сапрофаги, питающиеся органическими веществами растительного опада и отпада; гетеротрофные микроорганизмы, осуществляющие окончательное разложение растительных и животных органических веществ до простых минеральных соединений (СО₂, Н₂О), которые возвращаются в экосистему и вновь принимают участие в круговороте веществ усваиваясь автотрофными организмами.

Обычно различные трофические уровни в экосистемах не разделены в пространстве. Однако в некоторых случаях они достаточно четко дифференцированы. Например, в геотермальных источниках автотрофные организмы — сине-зеленые водоросли и автотрофные бактерии, образующие специфические водорослево-бактериальные сообщества («маты») распространены при температуре свыше 40-45° С. При более низких температурах они не выживают.

С другой стороны, гетеротрофные организмы (моллюски, личинки водных насекомых и др.) в геотермальных источниках не встречаются при температурах более 33-36° С, поэтому они питаются фрагментами мата, сносимого течением в зоны с более низкой температурой.

Таким образом, в таких геотермальных источниках четко выделяется автотрофная зона, где распространены только автотрофные организмы, и гетеротрофная зона, где автотрофные организмы отсутствуют и встречаются только гетеротрофные организмы.

В экологических системах, несмотря на существование ряда параллельных пищевых цепей, например,

травянистая растительность -> грызуны -> мелкие хищники
травянистая растительность -> копытные -> крупные хищники,

которые объединяют обитателей почвы, травянистого покрова, древесного яруса, существуют и другие взаимосвязи. В большинстве случаев один и тот же организм может служить источником пищи для многих организмов и тем самым являться составной частью различных пищевых цепей и жертвой разных хищников. Например, дафнию может съесть не только мелкая рыба, но и хищный рачок циклоп, а плотву — не только щука, но и выдра.

В результате таких взаимосвязей в экосистеме формируются трофические (от греч. trophe — питание) сети — сложный тип взаимоотношений, включающий разные цепи питания (рис. 3, 4, 5). Сложность пищевых цепей многократно возрастает, если принять во внимание, что у членов цепей питания — организмов-хозяев — имеются многочисленные специфические паразиты, которые в свою очередь являются звеньями других цепей. Например, обыкновенная белка является хозяином 50 видов паразитов.

Трофическая структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами (отдельно первого, второго и т.д. порядков) и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или их биомассой, или заключенной в них энергией, рассчитанными на единицу площади в единицу времени.

Изображают трофическую структуру при помощи экологических пирамид.

Источник: bono-esse.ru