Цепи питания. Поток энергии

Цепи питания. Поток энергии

Жизнедеятельность любого живого организма поддерживается благодаря пище. Именно она является источником энергии. Для протекания каких процессов необходима энергия?

В биоценозе получение энергии происходит за счёт поедания одного организма другим. Механизм переноса энергии и веществ в пищевых взаимосвязях называется цепью питания, а каждое её звено – трофическим уровнем.. Как правило, цепи питания состоят из 4-6 элементов.

Первое звено составляют продуценты, второе – растительноядные организмы (консументы первого порядка), третье – консументы второго и последующих порядков (хищники и паразиты).

Для примера мы рассмотрим пищевую цепь сада.

Объедая листья яблони, гусеница яблонной плодожорки получает накопленную в них энергию. Часть полученной энергии расходуется на процессы жизнедеятельности гусеницы, большая часть энергии переходит в организм синицы, склевавшей её. Далее накопленная синицей энергия становится источником энергии хищной птицы, трупом которой могут питаться волки, жуки-мертвоеды, сороки.

При переходе с одного трофического уровня на другой наблюдается снижение биомассы. Это обусловлено тем, что не вся пища усваивается консументами. Например, у гусеницы, питающейся растительностью, всасывается только половина полученной пищи, остальное выводится наружу с экскрементами. Большая часть веществ, полученных организмом, расходуется на дыхание и только 10-15 %  идёт на построение новых клеток и тканей. Именно поэтому продукция организмов последующих уровней будет меньше (примерно в 10 раз) предыдущих, т.е. масса каждого последующего элемента в цепи будет прогрессивно уменьшаться. Эта закономерность получила название правило экологической пирамиды.

Схема пищевой цепи в виде графических моделей была разработана в 1927 году Ч. Элтоном.

Выделяют 3 способа составления экологической пирамиды:

1. Пирамида численностей. При переходе с одного трофического уровня на другой наблюдается резкое сокращение численности организмов.

2. Пирамида биомассы показывают количество живого вещества на каждом трофическом уровне. В наземных экосистемах биомасса продуцентов в большинстве случаев  больше, чем биомасса последующих элементов цепи.

Но в некоторых сообществах наблюдается обратное явление: биомасса консументов превышает биомассу продуцентов. Например, в океанах основные продуценты, одноклеточные водоросли, настолько быстро вовлекаются в цепи питания, что накопление их биомассы очень мало. Но очень быстрые темпы размножения позволяют им поддерживать уровень органического вещества, необходимого для питания консументов. На высших уровнях пищевой цепочки будет прослеживаться накопление биомассы, т.к. жизнь животных наиболее продолжительна, а скорость генераций мала, то в них будет накапливаться значительное количество потребляемого вещества. В связи с этим в океане пирамида биомасс будет «перевёрнута».

Знание пирамид биомасс позволяет определять возможность использования части биомасс для удовлетворения потребностей человека, а также оценивать эффективность хозяйствования на агробиоценозах.

3.Пирfамида энергии показывает величину потока энергии при передаче от одного уровня к другому. В отличие от пирамиды биомасс всегда имеет треугольную форму с широким основанием внизу. Это объясняется тем, что затраченная на дыхание энергия не передаётся на другой уровень, а уходит из экосистемы. Именно данный вид пирамиды даёт наиболее точное представления о механизмах, протекающих в экосистеме.

Возможность количественного учёта потока энергии и знание продуктивности экосистем позволяет добиться выхода наибольшего количества продукции за счёт регулирования круговорота веществ.