Przekazywanie energii przez organizmy żywe zjadające się nawzajem nazywa się łańcuchem pokarmowym. Są to specyficzne relacje między roślinami, grzybami, zwierzętami i mikroorganizmami, które zapewniają obieg substancji w przyrodzie. Nazywany także łańcuchem pokarmowym.
Wszystkie organizmy żywią się, tj. otrzymują energię napędzającą procesy życiowe. System łańcuchów troficznych tworzą ogniwa. Ogniwo w łańcuchu pokarmowym to grupa żywych organizmów połączona z sąsiednią grupą poprzez relację „żywność-konsument”. Niektóre organizmy są pożywieniem dla innych organizmów, które z kolei są także pożywieniem dla trzeciej grupy organizmów.
Istnieją trzy typy linków:
Ryż. 1. Ogniwa w łańcuchu pokarmowym.
Wszystkie trzy ogniwa tworzą jeden łańcuch. Konsumentów może być kilku (konsumenci pierwszego, drugiego rzędu itp.). Podstawą łańcucha mogą być producenci lub rozkładający.
Do producentów zaliczają się rośliny, które za pomocą światła przekształcają substancje organiczne w substancje organiczne, które po zjedzeniu przez rośliny dostają się do organizmu konsumenta pierwszego rzędu. Główną cechą konsumenta jest heterotrofia. Jednocześnie konsumenci mogą spożywać zarówno organizmy żywe, jak i martwe (padlinę).
Przykładowi konsumenci:
Niektórzy konsumenci, w tym ludzie, zajmują pozycję pośrednią, będąc wszystkożercami. Takie zwierzęta mogą pełnić rolę konsumentów pierwszego, drugiego, a nawet trzeciego rzędu. Na przykład niedźwiedź zjada jagody i małe gryzonie, tj. jest jednocześnie konsumentem pierwszego i drugiego zamówienia.
Reduktory obejmują:
Ryż. 2. Rozkładniki.
Substancje rozkładające żywią się pozostałościami organizmów żywych i produktami ich metabolizmu, zawracając je do gleby substancje nieorganiczne które konsumują producenci.
Łańcuchy pokarmowe mogą być dwojakiego rodzaju:
TOP 4 artykułyktórzy czytają razem z tym
Łańcuchy pastwisk są charakterystyczne dla łąk, pól, mórz i zbiorników wodnych. Początkiem łańcucha pastwiskowego są organizmy autotroficzne – rośliny fotosyntetyzujące.
Następnie ogniwa łańcucha są ułożone w następujący sposób:
W ekosystemach morskich i oceanicznych łańcuchy pastwisk są dłuższe niż na lądzie. Mogą obejmować maksymalnie pięć zamówień konsumenckich. Podstawą łańcuchów morskich jest fotosyntetyczny fitoplankton.
Poniższe linki są tworzone przez kilku konsumentów:
Łańcuchy detrytusu są charakterystyczne dla lasów i sawann. Łańcuch zaczyna się od substancji rozkładających, które żywią się pozostałościami organicznymi (detrytusem) i nazywane są detriofagami. Należą do nich mikroorganizmy, owady i robaki. Wszystkie te żywe organizmy stają się pożywieniem dla największych drapieżników, na przykład ptaków, jeży i jaszczurek.
Przykłady dwóch typów łańcuchów pokarmowych:
Ryż. 3. Przykład łańcucha pokarmowego.
Szczyt łańcucha pokarmowego zawsze zajmuje drapieżnik, będący konsumentem ostatniego rzędu w swoim zasięgu. Liczba największych drapieżników nie jest regulowana przez inne drapieżniki i zależy tylko od nich czynniki zewnętrzneśrodowisko. Przykładami są orki, jaszczurki monitorujące i duże rekiny.
Dowiedzieliśmy się, jakie łańcuchy pokarmowe istnieją w przyrodzie i jak rozmieszczone są w nich ogniwa. Wszystkie żywe organizmy na Ziemi są połączone łańcuchami pokarmowymi, przez które przenoszona jest energia. Autotrofy same wytwarzają składniki odżywcze i są pożywieniem dla heterotrofów, które po śmierci stają się pożywką dla saprotrofów. Substancje rozkładające mogą również stać się pożywieniem dla konsumentów i produktów pożywka dla producentów, bez przerywania łańcucha pokarmowego.
Średnia ocena: 4.7. Łączna liczba otrzymanych ocen: 203.
Wstęp
1. Łańcuchy pokarmowe i poziomy troficzne
2. Sieci pokarmowe
3. Połączenia z żywnością słodkowodną
4. Leśne powiązania pokarmowe
5. Straty energii w obwodach elektroenergetycznych
6. Piramidy ekologiczne
6.1 Piramidy liczb
6.2 Piramidy biomasy
Wniosek
Referencje
Wstęp
Organizmy w przyrodzie są połączone wspólnością energii i składników odżywczych. Cały ekosystem można porównać do pojedynczego mechanizmu, który zużywa energię i składniki odżywcze do wykonania pracy. Składniki odżywcze pierwotnie pochodzi składnik abiotyczny systemów, do których ostatecznie powracają albo jako produkty odpadowe, albo po śmierci i zniszczeniu organizmów.
W ekosystemie zawierające energię substancje organiczne są wytwarzane przez organizmy autotroficzne i służą jako pożywienie (źródło materii i energii) dla heterotrofów. Typowy przykład: zwierzę zjada rośliny. Zwierzę to z kolei może zostać zjedzone przez inne zwierzę i w ten sposób energia może być przekazywana przez szereg organizmów - każdy kolejny żeruje na poprzednim, dostarczając mu surowców i energii. Ta sekwencja nazywana jest łańcuchem pokarmowym, a każde ogniwo nazywane jest poziomem troficznym.
Celem eseju jest scharakteryzowanie powiązań pokarmowych w przyrodzie.
1. Łańcuchy pokarmowe i poziomy troficzne
Biogeocenozy są bardzo złożone. Zawsze zawierają wiele równoległych i kompleksowo powiązanych łańcuchów pokarmowych, a całkowitą liczbę gatunków mierzy się często w setkach, a nawet tysiącach. Prawie zawsze różne typyŻywią się kilkoma różnymi obiektami i same służą jako pokarm dla kilku członków ekosystemu. Rezultatem jest złożona sieć połączeń pokarmowych.
Każdy link łańcuch pokarmowy zwany poziomem troficznym. Pierwszy poziom troficzny zajmują autotrofy, czyli tak zwani producenci pierwotni. Organizmy drugiego poziomu troficznego nazywane są konsumentami pierwotnymi, trzeci - konsumentami wtórnymi itp. Zwykle występuje cztery lub pięć poziomów troficznych, a rzadko więcej niż sześć.
Głównymi producentami są organizmy autotroficzne, głównie rośliny zielone. Niektóre prokarioty, a mianowicie sinice i kilka gatunków bakterii, również dokonują fotosyntezy, ale ich udział jest stosunkowo niewielki. Fotosyntetyki ulegają konwersji energia słoneczna(energia świetlna) na energię chemiczną zawartą w cząsteczkach organicznych, z których zbudowane są tkanki. Mały wkład Bakterie chemosyntetyzujące biorą także udział w produkcji materii organicznej, pozyskując energię ze związków nieorganicznych.
W ekosystemach wodnych głównymi producentami są glony – często małe organizmy jednokomórkowe tworzące fitoplankton powierzchniowych warstw oceanów i jezior. Na lądzie większość produkcji podstawowej jest dostarczana przez bardziej zorganizowane formy związane z roślinami nagonasiennymi i okrytozalążkowymi. Tworzą lasy i łąki.
Konsumenci pierwotni żywią się producentami pierwotnymi, tj. są roślinożercami. Na lądzie do typowych zwierząt roślinożernych zalicza się wiele owadów, gadów, ptaków i ssaków. Najważniejszymi grupami ssaków roślinożernych są gryzonie i zwierzęta kopytne. Do tych ostatnich zaliczają się zwierzęta pasące się, takie jak konie, owce i bydło, które są przystosowane do biegania na palcach.
W ekosystemach wodnych (słodkowodnych i morskich) formy roślinożerne reprezentowane są zwykle przez mięczaki i małe skorupiaki. Większość tych organizmów – wioślarki, widłonogi, larwy krabów, pąkle i małże (takie jak małże i ostrygi) – odżywia się poprzez filtrowanie z wody drobnych pierwotnych producentów. Wiele z nich, wraz z pierwotniakami, stanowi większość zooplanktonu żywiącego się fitoplanktonem. Życie w oceanach i jeziorach zależy prawie wyłącznie od planktonu, ponieważ od niego zaczynają się prawie wszystkie łańcuchy pokarmowe.
Materiał roślinny (np. nektar) → mucha → pająk →
→ ryjówka → sowa
Sok z krzewu różanego → mszyca → biedronka → pająk → ptak owadożerny → ptak drapieżny
Istnieją dwa główne typy łańcuchów pokarmowych – wypasowy i detrytyczny. Powyżej przedstawiono przykłady łańcuchów pastwisk, w których pierwszy poziom troficzny zajmują rośliny zielone, drugi – zwierzęta pastwiskowe, a trzeci – drapieżniki. Ciała martwych roślin i zwierząt nadal zawierają energię i „ materiał budowlany”, a także wydaliny przyżyciowe, takie jak mocz i kał. Te materiały organiczne są rozkładane przez mikroorganizmy, mianowicie grzyby i bakterie, żyjące jako saprofity na pozostałościach organicznych. Takie organizmy nazywane są rozkładającymi. Uwalniają enzymy trawienne na zwłoki lub produkty przemiany materii i absorbują produkty ich trawienia. Szybkość rozkładu może być różna. Materia organiczna z moczu, odchodów i zwłok zwierząt jest zużywana w ciągu kilku tygodni, natomiast powalone drzewa i gałęzie rozkładają się przez wiele lat. Bardzo istotną rolę w rozkładzie drewna (i innych resztek roślinnych) odgrywają grzyby, które wydzielają enzym celulozę, zmiękczający drewno, dzięki czemu małe zwierzęta mogą wnikać i wchłaniać zmiękczony materiał.
Kawałki częściowo rozłożonego materiału nazywane są detrytusem i wiele małych zwierząt (detrytusożernych) żeruje na nich, przyspieszając proces rozkładu. Ponieważ w procesie tym biorą udział zarówno prawdziwi rozkładający (grzyby i bakterie), jak i detrytivores (zwierzęta), oba są czasami nazywane rozkładającymi, chociaż w rzeczywistości termin ten odnosi się tylko do organizmów saprofitycznych.
Większe organizmy mogą z kolei żerować na detrytusach i wówczas tworzy się inny rodzaj łańcucha pokarmowego – łańcuch, łańcuch zaczynający się od detrytusu:
Detrytus → detrytivore → drapieżnik
Na szkodę szkodników lasu i społeczności przybrzeżnych obejmują dżdżownice, wszy, larwy padliny (las), wieloszczety, szkarlatynę, ogórek morski (strefa przybrzeżna).
Oto dwa typowe detrytyczne łańcuchy pokarmowe w naszych lasach:
Ściółka → Dżdżownica → Kos → Krogulec
Martwe zwierzę → Larwy muchy padlinożernej → Żaba trawna → Zaskroniec zwyczajny
Niektóre typowe detrytivores są dżdżownice, wszy, dwunożne i mniejsze (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.
2. Sieci pokarmowe
Na diagramach łańcucha pokarmowego każdy organizm jest przedstawiony jako żerujący na innych organizmach jednego typu. Jednak rzeczywiste powiązania pokarmowe w ekosystemie są znacznie bardziej złożone, ponieważ zwierzę może żerować na różnych typach organizmów z tego samego łańcucha pokarmowego lub nawet z różnych łańcuchów pokarmowych. Dotyczy to szczególnie drapieżników z wyższych poziomów troficznych. Niektóre zwierzęta jedzą zarówno inne zwierzęta, jak i rośliny; nazywa się je wszystkożernymi (dotyczy to zwłaszcza ludzi). W rzeczywistości łańcuchy pokarmowe są ze sobą powiązane w taki sposób, że powstaje sieć pokarmowa (troficzna). Diagram sieci troficznej może pokazać tylko kilka z wielu możliwych połączeń i zwykle uwzględnia tylko jednego lub dwa drapieżniki z każdego z wyższych poziomów troficznych. Diagramy takie ilustrują zależności żywieniowe pomiędzy organizmami w ekosystemie i stanowią podstawę do ilościowych badań piramid ekologicznych i produktywności ekosystemu.
3. Połączenia z żywnością słodkowodną
Łańcuchy pokarmowe zbiorników słodkowodnych składają się z kilku kolejnych ogniw. Na przykład pierwotniaki zjadane przez małe skorupiaki żywią się resztkami roślin i rozwijającymi się na nich bakteriami. Skorupiaki z kolei służą jako pokarm dla ryb, a te ostatnie mogą być zjadane przez ryby drapieżne. Prawie wszystkie gatunki nie żywią się jednym rodzajem pożywienia, ale korzystają z różnych obiektów spożywczych. Łańcuchy pokarmowe są ze sobą ściśle powiązane. Wynika z tego ważny ogólny wniosek: jeśli którykolwiek członek biogeocenozy wypadnie, system nie zostanie zakłócony, ponieważ wykorzystywane są inne źródła pożywienia. Im większa różnorodność gatunkowa, tym system jest bardziej stabilny.
Podstawowym źródłem energii w biogeocenozie wodnej, podobnie jak w większości systemów ekologicznych, jest światło słoneczne, dzięki któremu rośliny syntetyzują materię organiczną. Oczywiście biomasa wszystkich zwierząt występujących w zbiorniku jest całkowicie zależna od produktywności biologicznej roślin.
Transfer energii w ekosystemie następuje poprzez tzw łańcuchy pokarmowe. Z kolei łańcuch pokarmowy to transfer energii z jej pierwotnego źródła (zwykle autotrofów) przez szereg organizmów, poprzez zjadanie jednych przez inne. Łańcuchy pokarmowe dzielą się na dwa typy:
Sosna zwyczajna => Mszyce => Biedronki=> Pająki => Owady
ptaki => Ptaki drapieżne.
Trawa => Ssaki roślinożerne => Pchły => Wiciowce.
2) Detrytyczny łańcuch pokarmowy. Pochodzi z martwej materii organicznej (tzw detritus), który jest albo spożywany przez małe zwierzęta, głównie bezkręgowce, albo rozkładany przez bakterie lub grzyby. Nazywa się organizmy, które zużywają martwą materię organiczną detrytusożerne rozkładając to - destruktory.
Łańcuchy trawiaste i szkodliwe łańcuchy pokarmowe zwykle istnieją razem w ekosystemach, ale jeden typ łańcucha pokarmowego prawie zawsze dominuje nad drugim. W niektórych specyficznych środowiskach (na przykład pod ziemią), gdzie aktywność życiowa roślin zielonych jest niemożliwa z powodu braku światła, istnieją jedynie detrytyczne łańcuchy pokarmowe.
W ekosystemach łańcuchy pokarmowe nie są od siebie odizolowane, ale są ze sobą ściśle powiązane. Tworzą tzw sieci pokarmowe. Dzieje się tak dlatego, że każdy producent ma nie jednego, ale kilku konsumentów, którzy z kolei mogą mieć kilka źródeł pożywienia. Zależności w obrębie sieci troficznej wyraźnie ilustruje poniższy diagram.
Schemat sieci pokarmowej.
W łańcuchach pokarmowych tzw poziomy troficzne. Poziomy troficzne klasyfikują organizmy w łańcuchu pokarmowym według rodzaju ich aktywności życiowej lub źródeł energii. Rośliny zajmują pierwszy poziom troficzny (poziom producentów), roślinożercy (konsumenci pierwszego rzędu) należą do drugiego poziomu troficznego, drapieżniki zjadające roślinożerców z trzeciego poziomu troficznego, drapieżniki wtórne z czwartego itd. pierwsze zamówienie.
Jak wiemy, transfer energii w ekosystemie odbywa się poprzez łańcuchy pokarmowe. Ale nie cała energia z poprzedniego poziomu troficznego jest przenoszona na następny. Przykładem może być następująca sytuacja: produkcja pierwotna netto w ekosystemie (czyli ilość energii zgromadzonej przez producentów) wynosi 200 kcal/m^2, produktywność wtórna (energia zgromadzona przez odbiorców pierwszego rzędu) wynosi 20 kcal/m^2. 2 lub 10% od poprzedniego poziomu troficznego, energia kolejnego poziomu wynosi 2 kcal/m^2, co równa się 20% energii poziomu poprzedniego. Jak widać z tego przykładu, przy każdym przejściu na wyższy poziom traci się 80-90% energii poprzedniego ogniwa w łańcuchu pokarmowym. Straty takie wynikają z faktu, że znaczna część energii podczas przejścia z jednego etapu do drugiego nie jest absorbowana przez przedstawicieli następnego poziomu troficznego lub zamieniana na ciepło niedostępne dla organizmów żywych.
Uniwersalny model przepływu energii.
Pobór i wydatek energii można przeglądać za pomocą uniwersalny model przepływu energii. Dotyczy każdego żywego elementu ekosystemu: rośliny, zwierzęcia, mikroorganizmu, populacji lub grupy troficznej. Takie modele graficzne, połączone ze sobą, mogą odzwierciedlać łańcuchy pokarmowe (kiedy wzorce przepływu energii kilku poziomów troficznych są połączone szeregowo, powstaje diagram przepływu energii w łańcuchu pokarmowym) lub ogólnie bioenergetykę. Na wykresie wyznaczono energię wchodzącą do biomasy I. Jednak część przychodzącej energii nie ulega przemianie (na rysunku jest to oznaczone jako NU). Dzieje się tak na przykład wtedy, gdy część światła przechodzącego przez rośliny nie jest przez nie absorbowana lub gdy część pokarmu przechodzącego przez przewód pokarmowy zwierzęcia nie jest wchłaniana przez jego organizm. Zasymilowany (lub zasymilowany) energia (oznaczona przez A) jest używany do różnych celów. Wydawany jest na oddychanie (na schemacie - R) tj. do utrzymania żywotnej aktywności biomasy i produkcji materii organicznej ( P). Produkty z kolei przybierają różne formy. Wyraża się go w kosztach energii potrzebnych do wzrostu biomasy ( G), w różnych uwolnieniach materii organicznej do środowiska zewnętrznego ( mi), w rezerwach energetycznych organizmu ( S) (przykładem takiej rezerwy jest nagromadzenie tłuszczu). Zmagazynowana energia tworzy tzw pętla robocza, ponieważ ta część produkcji służy do zapewnienia energii w przyszłości (np. drapieżnik wykorzystuje swoje rezerwy energii do poszukiwania nowych ofiar). Pozostałą część produkcji stanowi biomasa ( B).
Uniwersalny model przepływu energii można interpretować na dwa sposoby. Po pierwsze, może reprezentować populację gatunku. W tym przypadku kanały przepływu energii i połączenia danego gatunku z innymi gatunkami przedstawiają schemat łańcucha pokarmowego. Inna interpretacja traktuje model przepływu energii jako obraz pewnego poziomu energii. Prostokąt biomasy i kanały przepływu energii reprezentują wówczas wszystkie populacje zasilane przez to samo źródło energii.
Aby wyraźnie pokazać różnicę w podejściu do interpretacji uniwersalnego modelu przepływu energii, możemy rozważyć przykład z populacją lisów. Część diety lisów składa się z roślinności (owoce itp.), pozostałą część stanowią zwierzęta roślinożerne. Aby podkreślić aspekt energetyki wewnątrzpopulacyjnej (pierwsza interpretacja modelu energetycznego), należy przedstawić całą populację lisów jako pojedynczy prostokąt, jeśli ma być rozłożony metabolizm ( metabolizm- metabolizm, tempo przemiany materii) populacje lisów na dwa poziomy troficzne, czyli aby ukazać związek pomiędzy rolą pożywienia roślinnego i zwierzęcego w metabolizmie, konieczne jest zbudowanie dwóch lub więcej prostokątów.
Znając uniwersalny model przepływu energii, można określić stosunek wartości przepływu energii w różnych punktach łańcucha pokarmowego efektywność środowiskowa. Istnieje kilka grup efektywności środowiskowej. Pierwsza grupa relacji energetycznych: B/R I P/R. Udział energii zużywanej na oddychanie jest duży w populacjach dużych organizmów. W przypadku narażenia na stres ze strony środowiska zewnętrznego R wzrasta. Ogrom P istotne w populacjach aktywnych małe organizmy(na przykład glony), a także w układach pobierających energię z zewnątrz.
Następująca grupa relacji: A/I I ROCZNIE. Pierwszy z nich to tzw skuteczność asymilacji(tj. efektywność wykorzystania dostarczonej energii), drugi - efektywność wzrostu tkanki. Skuteczność asymilacji może wahać się od 10 do 50% lub więcej. Może albo osiągnąć niewielką wartość (przy asymilacji energii świetlnej przez rośliny), albo mieć duże wartości(przy asymilacji energii pokarmowej przez zwierzęta). Zazwyczaj skuteczność asymilacji u zwierząt zależy od pożywienia. U zwierząt roślinożernych osiąga 80% przy jedzeniu nasion, 60% przy jedzeniu młodych liści, 30-40% przy jedzeniu starszych liści, 10-20% przy jedzeniu drewna. U zwierząt mięsożernych skuteczność asymilacji wynosi 60-90%, ponieważ pokarm zwierzęcy jest znacznie łatwiej wchłaniany przez organizm niż pokarm roślinny.
Wydajność wzrostu tkanki również jest bardzo zróżnicowana. Największe wartości osiąga w przypadkach, gdy organizmy są niewielkich rozmiarów, a warunki ich siedliska nie wymagają dużych nakładów energetycznych, aby utrzymać optymalną dla wzrostu organizmów temperaturę.
Trzecia grupa relacji energetycznych: P/B. Jeśli uznamy P za tempo wzrostu produkcji, P/B reprezentuje stosunek produkcji w danym momencie do biomasy. Jeżeli produkty są liczone za pewien okres czasu, wartość wskaźnika P/B ustala się na podstawie średniej biomasy w tym okresie. W w tym przypadku P/B jest wielkością bezwymiarową i pokazuje, ile razy produkcja jest większa lub mniejsza od biomasy.
Należy zauważyć, że na charakterystykę energetyczną ekosystemu wpływa wielkość organizmów zamieszkujących ekosystem. Stwierdzono związek pomiędzy wielkością organizmu a jego specyficznym metabolizmem (metabolizmem na 1 g biomasy). Im mniejszy organizm, tym wyższy jest jego specyficzny metabolizm, a co za tym idzie, mniejsza biomasa możliwa do utrzymania na danym poziomie troficznym ekosystemu. Przy tej samej ilości zużytej energii organizmy duże rozmiary gromadzą więcej biomasy niż małe. Przykładowo przy równym zużyciu energii biomasa zgromadzona przez bakterie będzie znacznie mniejsza niż biomasa zgromadzona przez duże organizmy (np. ssaki). Inny obraz pojawia się, gdy rozważamy produktywność. Ponieważ produktywność to tempo wzrostu biomasy, jest ona większa u małych zwierząt, które charakteryzują się wyższymi wskaźnikami reprodukcji i odnawiania biomasy.
Ze względu na utratę energii w łańcuchach pokarmowych i zależność metabolizmu od wielkości osobników, każda społeczność biologiczna nabywa pewną strukturę troficzną, która może służyć jako cecha ekosystemu. Strukturę troficzną charakteryzuje albo plon na stojąco, albo ilość energii ustalonej na jednostkę powierzchni w jednostce czasu przez każdy kolejny poziom troficzny. Strukturę troficzną można przedstawić graficznie w postaci piramid, których podstawą jest pierwszy poziom troficzny (poziom producentów), a kolejne poziomy troficzne tworzą „podłogi” piramidy. Istnieją trzy rodzaje piramid ekologicznych.
1) Piramida liczb (oznaczona numerem 1 na schemacie) Pokazuje liczbę poszczególnych organizmów na każdym poziomie troficznym. Liczba osobników na różnych poziomach troficznych zależy od dwóch głównych czynników. Pierwszego z nich jest więcej wysoki poziom specyficzny metabolizm u małych zwierząt w porównaniu z dużymi, co pozwala im mieć przewagę liczebną nad dużymi gatunkami i wyższe wskaźniki reprodukcji. Kolejnym z powyższych czynników jest istnienie górnych i dolnych granic wielkości ofiary wśród zwierząt drapieżnych. Jeśli ofiara jest znacznie większa niż drapieżnik, nie będzie w stanie jej pokonać. Mała ofiara nie będzie w stanie zaspokoić potrzeb energetycznych drapieżnika. Dlatego dla każdego gatunku drapieżnego jest optymalny rozmiar ofiary Istnieją jednak wyjątki od tej reguły (na przykład węże używają jadu do zabijania zwierząt większych od siebie). Piramidy liczb można skierować w dół, jeśli producenci są znacznie więksi niż pierwotni konsumenci (przykładem jest ekosystem leśny, w którym producentami są drzewa, a głównymi konsumentami są owady).
2) Piramida biomasy (2 na schemacie). Za jego pomocą można w czytelny sposób pokazać proporcje biomasy na każdym z poziomów troficznych. Może to być bezpośrednie, jeśli wielkość i długość życia producentów osiąga stosunkowo duże wartości (ekosystemy lądowe i płytkie wody), i odwrotne, gdy producenci są mali i mają krótki cykl życia (akcje otwarte i głębokie).
3) Piramida energii (3 na schemacie). Odzwierciedla wielkość przepływu energii i produktywność na każdym poziomie troficznym. W przeciwieństwie do piramid liczb i biomasy, piramidy energii nie można odwrócić, ponieważ przejście energii pożywienia na wyższe poziomy troficzne następuje z dużymi stratami energii. W związku z tym całkowita energia każdego poprzedniego poziomu troficznego nie może być wyższa niż energia następnego. Powyższe rozumowanie opiera się na wykorzystaniu drugiej zasady termodynamiki, więc piramida energii w ekosystemie jest jej wyraźną ilustracją.
Ze wszystkich wymienionych powyżej cech troficznych ekosystemu, jedynie piramida energetyczna daje najpełniejszy obraz organizacji zbiorowisk biologicznych. W piramidzie populacji rola małych organizmów jest mocno przesadzona, a w piramidzie biomasy znaczenie dużych organizmów. W tym przypadku kryteria te nie nadają się do porównywania funkcjonalnej roli populacji, które znacznie różnią się stosunkiem intensywności metabolicznej do wielkości osobników. Z tego powodu najbardziej służy przepływ energii odpowiednie kryterium porównać ze sobą poszczególne elementy ekosystemu, a także porównać ze sobą dwa ekosystemy.
Znajomość podstawowych praw przemian energii w ekosystemie przyczynia się do lepszego zrozumienia procesów funkcjonowania ekosystemu. Jest to szczególnie ważne ze względu na fakt, że ingerencja człowieka w jego naturalną „pracę” może doprowadzić do zniszczenia układu ekologicznego. W tym względzie musi umieć z wyprzedzeniem przewidzieć rezultaty swoich działań, a zrozumienie przepływów energii w ekosystemie może zapewnić większą dokładność tych przewidywań.
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.
