Трофічний рівень. Харчові ланцюги та трофічні рівні

Трофічний рівень. Харчові ланцюги та трофічні рівні

Харчові ланцюги і трофічні рівні вважаються невід 'ємними компонентами біологічного кругообігу. У ньому бере участь безліч елементів. Далі детальніше розглянемо трофічні рівні екосистеми.

Термінологія

Харчовий ланцюг - це переміщення енергії, яка укладена в рослинній їжі, за допомогою ряду організмів внаслідок поїдання ними один одного. Тільки рослини формують з неорганічної речовини органічну. Трофічний рівень являє собою комплекс організмів. Між ними відбувається взаємодія в процесі перенесення поживних речовин та енергії від джерела. Трофічні ланцюги (трофічний рівень) передбачають певне положення організмів на тому чи іншому щаблі (ланці) в ході цього переміщення. Морські та наземні біологічні структури мають безліч відмінностей. Одним з основних можна назвати те, що в перших харчові ланцюги довші, ніж у других.


Сходинки

Перший трофічний рівень представлений автотрофами. Їх ще називають продуцентами. Другий трофічний рівень складають вихідні консументи. На наступному щаблі знаходяться консументи, які споживають рослинноїдні організми. Ці споживачі називаються вторинними. До них, наприклад, належать первинні хижаки, м 'ясоїдні. Також в 3-й трофічний рівень входять консументи 3-го порядку. Вони споживають, у свою чергу, більш слабких хижаків. Як правило, існує обмежена кількість трофічних рівнів - 4 або 5. Рідко буває більше шести. Цей харчовий ланцюжок зазвичай замикається редуцентами або деструкторами. Вони являють собою бактерії, мікроорганізми, які розкладають органічні залишки.

Консументи: загальна інформація

Вони являють собою не просто "" їдців "", яких містить харчовий ланцюжок. Задоволення своїх потреб ними здійснюється за допомогою системи зворотного (позитивного) зв 'язку. Консументи впливають на трофичні рівні екосистеми, що знаходяться вище. Так, наприклад, споживання рослинності в африканських саваннах великими стадами антилоп разом з пожежами в посушливий період сприяє збільшенню швидкості повернення в грунт поживних елементів. Згодом, під час сезону дощів, підвищується відновлення трав 'янистих насаджень та їх продукція.

Досить цікавий приклад Одума. Він описує вплив консументів на продуценти в морській екосистемі. Краби, які споживають детрит і водорості, "" доглядають "" за своїми травами кількома способами. Вони розривають ґрунт, посилюючи таким чином циркуляцію води біля коренів і вносячи кисень і необхідні елементи в анаеробну прибережну зону. У процесі постійної переробки донних мулів, багатих органікою, краби сприяють поліпшенню умов для розвитку і зростання бентосних водоростей. Один трофічний рівень складають організми, які отримують енергію за допомогою однакової кількості сходинок.

Структура

Їжа, спожита на кожному трофічному рівні, асимілюється не повністю. Це обумовлено значними її втратами на етапах обмінних процесів. У зв 'язку з цим продукція організмів, що входять в наступний трофічний рівень, менше, ніж у попередньому. У біологічній системі органічні сполуки, що містять енергію, утворюються автотрофними організмами. Ці речовини є джерелом енергії і потрібних компонентів для гетеротрофів. Простим є наступний приклад: тварина вживає рослини. У свою чергу, звір може бути з 'їдений іншим більшим представником фауни. Так може здійснюватися перенесення енергії за допомогою декількох організмів. Наступний вживає попередній, що постачає енергію та поживні елементи. Саме ця послідовність і утворює харчовий ланцюг, в якому ланкою виступає трофічний рівень.

Продуценти 1 порядку

Вихідний трофічний рівень містить автотрофні організми. До них в основному відносять зелені насадження. У деяких прокаріот, зокрема синьо-зелених водоростей, а також нечисленних видів бактерій теж є здатність до фотосинтезу. Однак їх внесок у трофічний рівень незначний.

Завдяки активності фотосинтетиків сонячна енергія перетворюється на хімічну. Вона полягає в органічних молекулах, з яких, у свою чергу, будуються тканини. Порівняно невеликий внесок у вироблення органічної речовини вноситься хемосинтезуючими бактеріями. Вони витягують енергію з неорганічних сполук. В якості головних продуцентів у водних екосистемах виступають водорості. Часто вони представлені дрібними одноклітинними організмами, що формують фітопланктон у поверхневих шарах озер і океанів. Більша частина первинної продукції на суші поставляється більш високоорганізованими формами. Вони належать до голосеменних і покритих рослин. За рахунок них утворюються луги і ліси.


Консументи 1 порядку

Вони споживають первинні продуценти. Представлені вони в якості травоїдних тварин. Типовими представниками на суші вважаються рептилії, комахи, ссавці та птиці. До найбільш важливих груп відносять гризунів і копитних. Серед останніх можна виділити пасовищних тварин: овець, коней, ВРХ. У водних екосистемах (морських і прісних) в якості травоїдних форм виступають дрібні ракоподібні і молюски. Більшість з них - веслоногі та ветвистоусі раки, двостворчасті молюски, крабові личинки та інші - харчуються шляхом фільтрації первинних продуцентів з водяної товщі. Багато з них, спільно з найпростішими, формують основу зоопланктону, який споживає фітопланктон. До первинних консументів належать також рослинні паразити (гриби, тварини, культури).

Споживачі 2, 3 порядків

Вторинні консументи споживають травоїдних. Це означає, що вони вже входять до категорії м 'ясоїдних. До цієї ж групи відносять і третинних консументів, що поїдають, у свою чергу, вторинних. І ті й інші споживачі можуть бути хижаками і полювати, бути паразитами або харчуватися падаллю, схоплювати і вбивати жертву.

Якщо має місце паразитарність, то третинні консументи, як правило, мають менші розміри, ніж вторинні. Їхні харчові ланцюги специфічні за деякими параметрами. У типових системах хижаків м 'ясоїдні представники стають крупнішими на кожному наступному щаблі.

Редуценти

Харчові ланцюги можуть бути двох видів. Зокрема, виділяють детритні та пасовищні структури. Вище описані приклади останніх. У них на першому рівні присутні зелені рослини, на другому - пасовищні тварини, на третьому - хижаки. Однак у тілах загиблих рослин і тварин ще міститься енергія і "" будівельний матеріал "" поряд з прижиттєвими виділеннями (сечею і фекаліями). Всі ці органічні матеріали піддаються розкладанню за рахунок активності мікроорганізмів - бактерій і грибів. Вони живуть на органічних залишках як сапрофіти.

Організми даного типу називаються редуцентами. Ними виділяються травні ферменти на відходи життєдіяльності або на мертві тіла, а потім поглинаються продукти перетравлення. Розкладання може відбуватися з різною швидкістю. Споживання органічних сполук фекалій, сечі, тварин трупів здійснюється протягом декількох тижнів. При цьому повалені гілки або дерева можуть розкладатися роками.

Детритофаги

Істотна роль у процесі гниття деревини належить грибам. Ними виділяється фермент целюлаза. Вона пом 'якшувально діє на деревину, що дає можливість проникати і поглинати матеріал дрібним тваринам. Фрагменти розкладеного матеріалу називаються детритом. Їм харчуються багато дрібних живих організмів (детритофаги) і прискорюють процес руйнування.

Оскільки в розкладанні беруть участь два типи організмів (гриби і бактерії, а також тварини), то їх часто об 'єднують під однією назвою - "" редуценти "". Але насправді цей термін можна застосувати тільки до сапрофітів. Детритофаги, в свою чергу, можуть поглинатися більш великими організмами. У цьому випадку формується ланцюг іншого типу - починається з детриту. До детритофагів прибережних і лісових спільнот відносять мокрицю, дощового хробака, личинку падальної мухи, багрянку, голотурію, поліхету.


Харчова мережа

У схемах систем кожен організм може бути представлений як споживач інші, що належать до певного типу. Але існуючі в біологічній структурі харчові зв 'язки мають набагато більш складну будову. Це пов 'язано з тим, що тварина може споживати організми різноманітних типів. При цьому вони можуть належати одному харчовому ланцюгу або відноситися до різних. Це особливо явно проглядається серед хижаків, що знаходяться на високих щаблях біологічного кругообігу. Існують тварини, які споживають інших представників фауни і рослини одночасно. Такі особини належать до категорії всеїдних. Зокрема, такою є і людина. В існуючій біологічній системі досить поширене переплетення харчових ланцюгів. У результаті формується нова багатокомпонентна структура - мережа. У схемі можуть бути відображені тільки деякі з усіх можливих зв 'язків. Як правило, вона містить тільки одного або двох хижаків, що відносяться до верхніх трофічних рівнів. У потоці енергії та кругообігу в рамках типової структури може існувати два шляхи обміну. З одного боку взаємодія здійснюється між хижаками, з іншого - між редуцентами і детритоядними. Останні можуть споживати мертвих тварин. При цьому живі редуценти і детритоядні можуть виступати в якості їжі для хижаків.