Wszystkie żywe organizmy są aktywnymi uczestnikami cyklu substancji na planecie. Wykorzystując tlen, dwutlenek węgla, wodę, sole mineralne i inne substancje, żywe organizmy żywią się, oddychają, wydalają produkty i rozmnażają się. Po śmierci ich ciała rozkładają się na proste substancje i wracają do środowiska zewnętrznego.
Przenosić pierwiastki chemiczne z organizmów żywych do środowiska i z powrotem nie zatrzymuje się ani na sekundę. W ten sposób pobiera się rośliny (organizmy autotroficzne). środowisko zewnętrzne dwutlenek węgla, woda i sole mineralne. W ten sposób tworzą materię organiczną i uwalniają tlen. Zwierzęta (organizmy heterotroficzne) odwrotnie, wdychają tlen wydzielany przez rośliny, a jedząc rośliny, przyswajają substancje organiczne i uwalniają dwutlenek węgla i resztki jedzenia. Grzyby i bakterie zjadają pozostałości organizmów żywych i przekształcają substancje organiczne w minerały, które gromadzą się w glebie i wodzie. A minerały są ponownie wchłaniane przez rośliny. W ten sposób przyroda utrzymuje stały i nieskończony cykl substancji i utrzymuje ciągłość życia.
Cykl substancji i wszystkie związane z nim przemiany wymagają stałego przepływu energii. Źródłem takiej energii jest Słońce.
Na Ziemi rośliny pochłaniają węgiel z atmosfery w procesie fotosyntezy. Zwierzęta jedzą rośliny, przekazując węgiel w górę łańcucha pokarmowego, o czym porozmawiamy później. Kiedy rośliny i zwierzęta umierają, przenoszą węgiel z powrotem na ziemię.
Na powierzchni oceanu dwutlenek węgla z atmosfery rozpuszcza się w wodzie. Fitoplankton pochłania go w celu fotosyntezy. Zwierzęta żywiące się planktonem wydychają węgiel do atmosfery i w ten sposób przenoszą go dalej w łańcuchu pokarmowym. Po śmierci fitoplanktonu można go przetworzyć wody powierzchniowe lub osiąść na dnie oceanu. W ciągu milionów lat proces ten przekształcił dno oceanu w bogaty zbiornik węgla na planecie. Zimne prądy transportują węgiel na powierzchnię. Kiedy woda jest podgrzewana, jest uwalniana w postaci gazu i przedostaje się do atmosfery, kontynuując cykl.
Woda stale krąży pomiędzy morzami, atmosferą i lądem. Pod wpływem promieni słonecznych paruje i unosi się w powietrze. Tam kropelki wody zbierają się w chmury i chmury. Opadają na ziemię w postaci deszczu, śniegu lub gradu, który zamienia się z powrotem w wodę. Woda wchłaniana jest do gruntu i zawracana do mórz, rzek i jezior. I wszystko zaczyna się od nowa. Tak zachodzi obieg wody w przyrodzie.
Większość wody wyparowuje z oceanów. Woda w nim jest słona, a woda wyparowująca z jej powierzchni jest świeża. Zatem ocean jest „fabryką” świata świeża woda, bez których życie na Ziemi nie jest możliwe.
TRZY STANY MATERII. Istnieją trzy stany skupienia materii – stały, ciekły i gazowy. Zależą od temperatury i ciśnienia. W życie codzienne możemy obserwować wodę we wszystkich trzech stanach. Wilgoć paruje i przechodzi ze stanu ciekłego do stanu gazowego, czyli pary wodnej. Skrapla się i zamienia w ciecz. W temperaturach poniżej zera woda zamarza i przechodzi w stan stały - lód.
Obieg substancji złożonych w przyrodzie żywej obejmuje łańcuchy pokarmowe. Jest to liniowy zamknięty ciąg, w którym każdy żywa istotażywi się kimś lub czymś i sam służy jako pokarm dla innego organizmu. W łańcuchu pokarmowym użytków zielonych materia organiczna jest wytwarzana przez organizmy autotroficzne, takie jak rośliny. Rośliny są zjadane przez zwierzęta, które z kolei są zjadane przez inne zwierzęta. Grzyby rozkładające rozkładają pozostałości organiczne i służą jako początek detrytycznego łańcucha troficznego.
Każde ogniwo łańcucha pokarmowego nazywa się poziomem troficznym (od greckiego słowa „trofos” - „odżywianie”).
1. Producenci lub producenci wytwarzają substancje organiczne z substancji nieorganicznych. Do producentów należą rośliny i niektóre bakterie.
2. Konsumenci, czyli konsumenci, spożywają gotowe substancje organiczne. Konsumenci pierwszego rzędu żywią się producentami. Konsumenci drugiego rzędu żywią się konsumentami pierwszego rzędu. Konsumenci trzeciego rzędu żywią się konsumentami drugiego rzędu itd.
3. Reduktory, czyli niszczyciele, niszczą, czyli mineralizują substancje organiczne do nieorganicznych. Do substancji rozkładających zaliczają się bakterie i grzyby.
DETRYTALNE ŁAŃCUCHY ŻYWNOŚCIOWE. Istnieją dwa główne typy łańcuchów pokarmowych - wypasowy (łańcuchy pastwiskowe) i detrytyczny (łańcuchy rozkładu). Podstawą łańcucha pokarmowego pastwisk są organizmy autotroficzne zjadane przez zwierzęta. A w detrytycznych łańcuchach troficznych większość roślin nie jest spożywana przez zwierzęta roślinożerne, ale umiera, a następnie rozkłada się przez organizmy saprotroficzne (na przykład dżdżownice) i jest mineralizowana. Zatem detrytyczne łańcuchy troficzne zaczynają się od detrytusu, a następnie trafiają do detrytusów i ich konsumentów - drapieżników. Na lądzie dominują łańcuchy.
CZYM JEST PIRAMIDA EKOLOGICZNA? Piramida ekologiczna jest obraz graficzny zależności pomiędzy różnymi poziomami troficznym łańcucha pokarmowego. Łańcuch pokarmowy nie może zawierać więcej niż 5-6 ogniw, ponieważ przy przejściu do każdego kolejnego ogniwa traci się 90% energii. Podstawowa zasada piramidy ekologicznej opiera się na 10%. I tak np. aby uformować 1 kg masy delfin musi zjeść około 10 kg ryb, a on z kolei potrzebuje 100 kg pożywienia - kręgowce wodne, które aby powstać muszą zjeść 1000 kg glonów i bakterii taka masa. Jeśli przedstawimy te wielkości w odpowiedniej skali, w kolejności ich zależności, wówczas faktycznie powstanie coś w rodzaju piramidy.
SIECI ŻYWNOŚCIOWE. Często interakcje między żywymi organizmami w przyrodzie są bardziej złożone i wizualnie przypominają sieć. Organizmy, zwłaszcza mięsożerne, mogą żerować na różnorodnych stworzeniach z różnych łańcuchów pokarmowych. W ten sposób łańcuchy pokarmowe przeplatają się, tworząc sieci pokarmowe.
Każdej żywej istocie na naszej planecie normalny rozwój jedzenie jest potrzebne. Odżywianie to proces dostarczania organizmowi żywemu energii i niezbędnych pierwiastków chemicznych. Źródłem pożywienia dla niektórych zwierząt są inne rośliny i zwierzęta. Proces przenoszenia energii i składników odżywczych z jednego żywego organizmu do drugiego następuje poprzez zjadanie siebie nawzajem. Niektóre zwierzęta i rośliny służą innym jako pokarm. W ten sposób energia może być przesyłana kilkoma ogniwami.
Zbiór wszystkich łączy w tym procesie nazywa się obwód mocy. Przykład łańcucha pokarmowego można zobaczyć w lesie, gdy ptak zjada robaka, a następnie sam staje się pokarmem dla rysia.
Wszystkie rodzaje organizmów żywych, w zależności od miejsca, w którym zajmują, dzielą się na trzy typy:
Producenci to żywe organizmy, które niezależnie produkują składniki odżywcze. Na przykład rośliny lub glony. Do produkcji substancji organicznych producenci mogą używać światło słoneczne lub proste związki nieorganiczne takie jak dwutlenek węgla lub siarkowodór. Takie organizmy nazywane są również autotroficznymi. Autotrofy są pierwszym ogniwem każdego łańcucha pokarmowego i stanowią jego podstawę, a energia otrzymywana przez te organizmy wspiera każde kolejne ogniwo.
Konsumenci są kolejnym ogniwem. Rolę konsumentów pełnią organizmy heterotroficzne, czyli takie, które samodzielnie nie wytwarzają substancji organicznych, ale wykorzystują inne organizmy jako pożywienie. Konsumentów można podzielić na kilka poziomów. Na przykład pierwszy poziom obejmuje wszystkie zwierzęta roślinożerne, niektóre rodzaje mikroorganizmów, a także plankton. Gryzonie, zające, łosie, dziki, antylopy, a nawet hipopotamy - wszystko to należy do pierwszego poziomu.
Drugi poziom obejmuje małe drapieżniki, takie jak dzikie koty, norki, fretki, ryby żywiące się planktonem, sowy i węże. Zwierzęta te służą jako pokarm dla konsumentów trzeciego poziomu – większych drapieżników. Są to zwierzęta takie jak lis, ryś, lew, jastrząb, szczupak itp. Takie drapieżniki nazywane są również drapieżnikami wierzchołkowymi. Największe drapieżniki niekoniecznie zjadają tylko te na poprzednim poziomie. Na przykład mały lis może stać się ofiarą jastrzębia, a ryś może polować zarówno na gryzonie, jak i na sowy.
Są to organizmy, które przetwarzają odpady zwierzęce i ich martwe mięso na związki nieorganiczne. Należą do nich niektóre rodzaje grzybów, bakterie rozkładające. Rolą rozkładających się substancji jest zamykanie obiegu substancji w przyrodzie. Zawracają do gleby i powietrza wodę i proste związki nieorganiczne, które producenci wykorzystują do swojej życiowej działalności. Rozkładowcy przetwarzają nie tylko martwe zwierzęta, ale także na przykład opadłe liście, które zaczynają gnić w lesie lub suchą trawę na stepie.
Wszystkie łańcuchy pokarmowe istnieją w ciągłym powiązaniu ze sobą. Zbiór kilku łańcuchów pokarmowych tworzy sieć troficzną. Jest to rodzaj piramidy składającej się z kilku poziomów. Każdy poziom tworzą pewne ogniwa w łańcuchu pokarmowym. Na przykład w łańcuchach:
Mucha i konik polny będą należeć do pierwszego poziomu troficznego, wąż i żaba do drugiego, a czapla i sokół do trzeciego.
Dzielą się na pastwiska i detrytusy. Pastoralne łańcuchy pokarmowe rozmieszczone na stepach i oceanach świata. Początkiem tych sieci są producenci. Na przykład trawa lub glony. Następni są konsumenci pierwszego rzędu, na przykład zwierzęta roślinożerne lub młode rybki i małe skorupiaki żywiące się glonami. Następne w łańcuchu są małe drapieżniki, takie jak lisy, norki, fretki, okonie i sowy. Łańcuch uzupełniają superdrapieżniki, takie jak lwy, niedźwiedzie i krokodyle. Superpredatory nie są ofiarami innych zwierząt, lecz po śmierci służą jako pożywienie dla rozkładających się zwierząt. Rozkładowcy biorą udział w procesie rozkładu szczątków tych zwierząt.
Detrytyczne łańcuchy pokarmowe pochodzą z gnijącej materii organicznej. Na przykład z gnijących liści i pozostałej trawy lub z opadłych jagód. Takie łańcuchy są powszechne w lasach liściastych i mieszanych. Opadłe gnijące liście - woodlice - kruk. Oto przykład takiego łańcucha pokarmowego. Większość zwierząt i mikroorganizmów może jednocześnie być ogniwami obu typów łańcuchów pokarmowych. Przykładem tego jest dzięcioł żywiący się owadami rozkładającymi martwe drewno. Są to przedstawiciele szkodliwego łańcucha pokarmowego, a sam dzięcioł może stać się ofiarą małego drapieżnika, na przykład rysia. Ryś potrafi także polować na gryzonie – przedstawicieli pastwiskowego łańcucha pokarmowego.
Żaden łańcuch pokarmowy nie może być bardzo długi. Dzieje się tak dlatego, że na każdy kolejny poziom przekazywane jest tylko 10% energii z poprzedniego poziomu. Większość z nich składa się z 3 do 6 linków.
Organizmy żywe do istnienia potrzebują energii i składników odżywczych. Autotrofy przekształcać promienistą energię Słońca w procesie fotosyntezy, syntetyzując dwutlenek węgla i materię organiczną wody.
Heterotrofy wykorzystują te substancje organiczne w procesie odżywiania, ostatecznie rozkładając je ponownie na dwutlenek węgla i wodę, a zgromadzona w nich energia jest wydatkowana na różne procesy życiowe organizmów. W ten sposób energia świetlna Słońca zamienia się w energię chemiczną substancji organicznych, a następnie w energię mechaniczną i cieplną.
Wszystkie organizmy żywe w systemie ekologicznym można podzielić na trzy grupy funkcjonalne ze względu na rodzaj odżywiania - producentów, konsumentów, rozkładających.
1. Producenci- są to zielone rośliny autotroficzne, które wytwarzają substancje organiczne z nieorganicznych i są zdolne do akumulacji energii słonecznej.
2. Konsumenci- Są to zwierzęta heterotroficzne, które spożywają gotowe substancje organiczne. Konsumenci pierwszego rzędu mogą wykorzystywać materię organiczną pochodzącą z roślin (roślinożerców). Heterotrofy korzystające z pożywienia zwierzęcego dzielą się na konsumentów rzędów II, III itd. (mięsożercy). Wszyscy zużywają energię wiązania chemiczne, magazynowane w materii organicznej przez producentów.
3. Rozkładniki- Są to mikroorganizmy heterotroficzne, grzyby, które niszczą i mineralizują pozostałości organiczne. W ten sposób rozkładający się niejako uzupełniają cykl substancji, tworząc substancje nieorganiczne wejść w nowy cykl.
Słońce zapewnia stały dopływ energii, a organizmy żywe ostatecznie rozpraszają ją w postaci ciepła. Podczas aktywności życiowej organizmów zachodzi stały obieg energii i substancji, a każdy gatunek wykorzystuje tylko część energii zawartej w substancjach organicznych. W rezultacie istnieją obwód mocy - łańcuchy troficzne, łańcuchy pokarmowe, reprezentujący sekwencję gatunków, które wydobywają materię organiczną i energię z pierwotnej substancji spożywczej, przy czym każde poprzednie ogniwo staje się pożywieniem dla następnego (ryc. 98).
Ryż. 98. Schemat ogólnyłańcuch pokarmowy
W każdym ogniwie większość energii jest zużywana w postaci ciepła i tracona, co ogranicza liczbę ogniw w łańcuchu. Ale większość łańcuchów zaczyna się od rośliny i kończy na drapieżniku, i to największym. Substancje rozkładające rozkładają materię organiczną na każdym poziomie i są ostatnim ogniwem łańcucha pokarmowego.
W wyniku spadku energii na każdym poziomie następuje spadek biomasy. Łańcuch troficzny ma zwykle nie więcej niż pięć poziomów i jest piramidą ekologiczną szeroka podstawa u dołu i zwężający się u góry (ryc. 99).
Ryż. 99. Uproszczony schemat piramidy ekologicznej biomasy (1) i piramidy liczb (2)
Zasada piramidy ekologicznej odzwierciedla wzór, według którego w dowolnym ekosystemie biomasa każdego kolejnego ogniwa jest 10 razy mniejsza niż poprzedniego.
Wyróżnia się trzy typy piramid ekologicznych:
Piramida odzwierciedlająca liczbę osobników na każdym poziomie łańcucha pokarmowego - piramida liczb;
Piramida biomasy materii organicznej syntetyzowanej na każdym poziomie - piramida masy(biomasa);
- piramida energetyczna, pokazujący wielkość przepływu energii. Zwykle łańcuch napędowy składa się z 3-4 ogniw:
roślina → zając → wilk;
roślina → nornik → lis → orzeł;
roślina → gąsienica → sikorka → jastrząb;
roślina → suseł → żmija → orzeł.
Jednak w rzeczywistych warunkach panujących w ekosystemach różne łańcuchy pokarmowe przecinają się ze sobą, tworząc rozgałęzione sieci. Prawie wszystkie zwierzęta, z wyjątkiem rzadkich, wyspecjalizowanych gatunków, korzystają z różnorodnych źródeł pożywienia. Dlatego jeśli wypadnie jedno ogniwo w łańcuchu, nie ma zakłócenia w systemie. Im większa różnorodność gatunkowa i bogatsze sieci troficzne, tym biocenoza jest stabilniejsza.
W biocenozach wyróżnia się dwa typy sieci troficznych: pastwisko i detrytus.
1. W sieć pokarmowa typu użytkowego przepływ energii idzie od roślin do roślinożerców, a następnie do konsumentów wyższego rzędu. Ten przeżarta sieć. Niezależnie od wielkości biocenozy i siedliska zwierzęta roślinożerne (lądowe, wodne, glebowe) pasą się, zjadają rośliny zielone i przenoszą energię na kolejne poziomy (ryc. 100).
Ryż. 100. Sieć pokarmowa pastwisk w biocenozie lądowej
2. Jeśli przepływ energii rozpoczyna się od martwych szczątków roślinnych i zwierzęcych, wydala się je i trafia do pierwotnej detrytusożerne - rozkładacze, częściowo rozkładającą materię organiczną, wówczas taką sieć troficzną nazywa się detrytyczny, Lub sieć rozkładu(ryc. 101). Do głównych szkodników zaliczają się mikroorganizmy (bakterie, grzyby), małe zwierzęta (robaki, larwy owadów).
Ryż. 101. Detrytyczny łańcuch pokarmowy
W biogeocenozach lądowych występują oba typy łańcuchów troficznych. W zbiorowiskach wodnych dominuje łańcuch pastwisk. W obu przypadkach energia jest w pełni wykorzystywana.
Łańcuchy troficzne stanowią podstawę relacji w przyrodzie żywej, ale powiązania pokarmowe nie są jedynym rodzajem relacji między organizmami. Niektóre gatunki mogą uczestniczyć w rozmieszczeniu, rozmnażaniu, zasiedlaniu innych gatunków i stwarzać odpowiednie warunki dla ich bytu. Wszystkie liczne i różnorodne powiązania między organizmami żywymi i środowisko zapewnić istnienie gatunków w stabilnym, samoregulującym się ekosystemie.
| |
§ 71. Systemy ekologiczne
§ 73. Właściwości i budowa biocenoz
Energia Słońca odgrywa ogromną rolę w reprodukcji życia. Ilość tej energii jest bardzo duża (około 55 kcal na 1 cm 2 rocznie). Z tej ilości producenci - rośliny zielone - rejestrują nie więcej niż 1-2% energii w wyniku fotosyntezy, a pustynie i ocean - setne części procenta.
Liczba ogniw w łańcuchu pokarmowym może się różnić, ale zwykle jest ich 3-4 (rzadziej 5). Faktem jest, że do końcowego ogniwa łańcucha pokarmowego dociera tak mało energii, że nie wystarczy, jeśli liczba organizmów wzrośnie.
Ryż. 1. Łańcuchy pokarmowe w ekosystemie lądowym
Nazywa się zbiór organizmów połączonych jednym rodzajem odżywiania i zajmujących określoną pozycję w łańcuchu pokarmowym poziom troficzny. Organizmy czerpiące energię ze Słońca poprzez ten sam numer kroki.
Najprostszy łańcuch pokarmowy (lub łańcuch pokarmowy) może składać się z fitoplanktonu, następnie większych roślinożernych skorupiaków planktonowych (zooplanktonu), a na końcu wieloryba (lub małych drapieżników), który filtruje te skorupiaki z wody.
Natura jest złożona. Wszystkie jego elementy, żywe i nieożywione, stanowią jedną całość, zespół oddziałujących na siebie i wzajemnie powiązanych zjawisk oraz stworzeń dostosowanych do siebie. Są to ogniwa jednego łańcucha. A jeśli usuniesz przynajmniej jedno takie ogniwo z całego łańcucha, rezultaty mogą być nieoczekiwane.
Przerwanie łańcuchów pokarmowych może mieć szczególnie negatywny wpływ na lasy, czy to biocenozy leśne strefy umiarkowanej, czy te charakteryzujące się bogatymi różnorodność gatunkowa biocenozy las tropikalny. Wiele gatunków drzew, krzewów i roślin zielnych zależy od konkretnego zapylacza – pszczół, os, motyli lub kolibrów – który żyje w ich zasięgu. gatunki roślin. Gdy tylko umrze ostatni kwitnące drzewo Lub roślina zielna zapylacz będzie zmuszony opuścić to siedlisko. W rezultacie fitofagi (roślinożercy) żerujące na tych roślinach lub owocach drzew umrą. Drapieżniki polujące na fitofagi zostaną pozostawione bez pożywienia, a wówczas zmiany będą sukcesywnie oddziaływać na pozostałe ogniwa łańcucha pokarmowego. W rezultacie wpłyną na ludzi, ponieważ mają swoje specyficzne miejsce w łańcuchu pokarmowym.
Łańcuchy pokarmowe można podzielić na dwa główne typy: wypasowe i detrytyczne. Nazywa się ceny żywności rozpoczynające się od autotroficznych organizmów fotosyntetycznych pastwisko, Lub łańcuchy jedzenia. Na szczycie łańcucha pastwisk znajdują się rośliny zielone. Na drugim poziomie łańcucha pastwiskowego znajdują się zazwyczaj fitofagi, tj. zwierzęta jedzące rośliny. Przykładem łańcucha pokarmowego użytków zielonych są relacje między organizmami na łące zalewowej. Taki łańcuch zaczyna się od rośliny kwitnącej na łące. Następne ogniwo to motyl żywiący się nektarem kwiatu. Następnie pojawia się mieszkaniec siedlisk wilgotnych - żaba. Jego ochronne ubarwienie pozwala mu zaatakować ofiarę, ale nie chroni jej przed innym drapieżnikiem - zaskrońcem trawiastym. Czapla, złapawszy węża, zamyka łańcuch pokarmowy na łące zalewowej.
Jeśli łańcuch pokarmowy zaczyna się od martwych szczątków roślin, zwłok i odchodów zwierzęcych – nazywa się to detrytusem detrytyczny, Lub łańcuch rozkładu. Termin „detrytus” oznacza produkt rozkładu. Jest zapożyczony z geologii, gdzie detrytus odnosi się do produktów zniszczenia skały. W ekologii detrytus to materia organiczna biorąca udział w procesie rozkładu. Takie łańcuchy są typowe dla zbiorowisk żyjących na dnie głębokich jezior i oceanów, gdzie wiele organizmów żeruje na osadzaniu się szczątków utworzonych przez martwe organizmy z górnych oświetlonych warstw zbiornika.
W biocenozach leśnych łańcuch detrytyczny rozpoczyna się od rozkładu martwej materii organicznej przez zwierzęta saprofagiczne. Najaktywniej w rozkładzie materii organicznej biorą udział bezkręgowce glebowe (stawonogi, robaki) i mikroorganizmy. Występują także duże saprofagi – owady, które przygotowują podłoże dla organizmów przeprowadzających procesy mineralizacji (dla bakterii i grzybów).
W przeciwieństwie do łańcucha pastwisk, wielkość organizmów poruszających się wzdłuż łańcucha detrytusu nie zwiększa się, ale wręcz przeciwnie, maleje. Tak więc na drugim poziomie mogą znajdować się owady kopiące groby. Jednak najbardziej typowymi przedstawicielami łańcucha detrytycznego są grzyby i mikroorganizmy, które żywią się martwą materią i dopełniają proces rozkładu substancji bioorganicznych do stanu prostych substancji mineralnych i organicznych, które następnie są spożywane w postaci rozpuszczonej przez korzenie roślin zielonych w szczyt łańcucha pastwisk, rozpoczynając w ten sposób nowy krąg ruchu materii.
W niektórych ekosystemach dominują pastwiska, w innych – łańcuchy detrytusu. Na przykład las jest uważany za ekosystem zdominowany przez łańcuchy detrytusu. W ekosystemie gnijącego pnia łańcuch pastwiskowy jest całkowicie nieobecny. Jednocześnie np. w ekosystemach powierzchniowych mórz prawie wszyscy producenci reprezentowani przez fitoplankton są zjadani przez zwierzęta, a ich zwłoki opadają na dno, tj. opuścić opublikowany ekosystem. W takich ekosystemach dominują wypasy lub łańcuchy pokarmowe.
Ogólna zasada dotyczące jakiegokolwiek łańcuch pokarmowy, stwierdza: na każdym poziomie troficznym zbiorowiska większość energii pobranej z pożywienia jest zużywana na utrzymanie życia, ulega rozproszeniu i nie może być już wykorzystana przez inne organizmy. Zatem żywność spożywana na każdym poziomie troficznym nie jest całkowicie przyswojona. Znaczna jego część jest wydawana na metabolizm. W miarę przechodzenia do każdego kolejnego ogniwa łańcucha pokarmowego zmniejsza się całkowita ilość energii użytecznej przekazywanej na kolejny wyższy poziom troficzny.
Cel: poszerzyć wiedzę na temat biotycznych czynników środowiska.
Sprzęt: rośliny zielnikowe, strunowce faszerowane (ryby, płazy, gady, ptaki, ssaki), kolekcje owadów, preparaty mokre zwierząt, ilustracje różne rośliny i zwierzęta.
Postęp prac:
1. Skorzystaj ze sprzętu i wykonaj dwa obwody zasilające. Pamiętaj, że łańcuch zawsze zaczyna się od producenta, a kończy na reduktorze.
Rośliny → owady→jaszczurka → bakteria
Rośliny → konik polny→ żaba → bakteria
Zapamiętaj swoje obserwacje w przyrodzie i utwórz dwa łańcuchy pokarmowe. Producenci etykiet, konsumenci (1. i 2. zamówienie), rozkładający.
Fioletowy → Skoczogonki→drapieżne roztocza→drapieżne stonogi→ bakteria
Producent - konsument1 - konsument2 - konsument2 - rozkładający
Kapusta→ ślimak→ żaba →bakteria
Producent – konsument1 – konsument2 – rozkładający
Co to jest łańcuch pokarmowy i co leży u jego podstaw? Od czego zależy stabilność biocenozy? Podaj swój wniosek.
Wniosek:
Żywność (troficzny) łańcuch- szereg gatunków roślin, zwierząt, grzybów i mikroorganizmów, które są połączone ze sobą relacją: żywność - konsument (sekwencja organizmów, w której następuje stopniowy transfer materii i energii ze źródła do konsumenta). Organizmy następnego ogniwa zjadają organizmy poprzedniego ogniwa i w ten sposób następuje łańcuchowy transfer energii i materii, który leży u podstaw obiegu substancji w przyrodzie. Przy każdym transferze z łącza na łącze duża część (nawet 80-90%) energii potencjalnej jest tracona i rozpraszana w postaci ciepła. Z tego powodu liczba ogniw (rodzajów) w łańcuchu pokarmowym jest ograniczona i zwykle nie przekracza 4-5. O stabilności biocenozy decyduje różnorodność jej składu gatunkowego. Producenci- organizmy zdolne do syntezy substancji organicznych z nieorganicznych, czyli wszystkie autotrofy. Konsumenci- heterotrofy, organizmy konsumujące gotowe substancje organiczne stworzone przez autotrofy (producenci). W przeciwieństwie do rozkładających się
Konsumenci nie mają możliwości rozkładu substancji organicznych na nieorganiczne. Rozkładacze- mikroorganizmy (bakterie i grzyby), które niszczą martwe szczątki istot żywych, zamieniając je w nieorganiczne i proste związki organiczne.
3. Wymień organizmy, które powinny znaleźć się na brakującym miejscu w poniższych łańcuchach pokarmowych.
1) Pająk, lis
2) gąsienica zjadająca drzewa, jastrząb wężowy
3) gąsienica
4. Z proponowanej listy organizmów żywych utwórz sieć troficzną:
trawa, krzak jagodowy, mucha, sikora, żaba, zaskroniec, zając, wilk, zgnilizna bakterii, komar, konik polny. Wskaż ilość energii, która przechodzi z jednego poziomu na drugi.
1. Trawa (100%) - konik polny (10%) - żaba (1%) - wąż (0,1%) - gnijące bakterie (0,01%).
2. Krzew (100%) - zając (10%) - wilk (1%) - bakterie gnijące (0,1%).
3. Trawa (100%) - mucha (10%) - sikora (1%) - wilk (0,1%) - gnijące bakterie (0,01%).
4. Trawa (100%) - komar (10%) - żaba (1%) - wąż (0,1%) - gnijące bakterie (0,01%).
5. Znając zasadę przenoszenia energii z jednego poziomu troficznego na drugi (ok. 10%), zbuduj piramidę biomasy dla trzeciego łańcucha pokarmowego (zadanie 1). Biomasa roślinna wynosi 40 ton.
Trawa (40 ton) - konik polny (4 tony) - wróbel (0,4 tony) - lis (0,04).
6. Wniosek: co odzwierciedlają zasady piramid ekologicznych?
Zasada piramid ekologicznych bardzo warunkowo oddaje wzór przenoszenia energii z jednego poziomu żywienia na następny w łańcuchu pokarmowym. Te modele graficzne zostały po raz pierwszy opracowane przez Charlesa Eltona w 1927 roku. Zgodnie z tym wzorcem całkowita masa roślin powinna być o rząd wielkości większa niż masa zwierząt roślinożernych, a całkowita masa zwierząt roślinożernych powinna być o rząd wielkości większa niż drapieżników pierwszego poziomu itp. na sam koniec łańcucha pokarmowego.
