Пищевая цепь — характеристика, типы, схема, звенья и примеры

Пищевая цепь: примеры продуцентов и консументов первого порядка, трофические связи

Органические молекулы, синтезированные автотрофами, служат источником питания (вещества и энергии) для гетеротрофных животных. Этих животных в свою очередь поедают другие животные и таким путем происходит перенос энергии через ряд организмов, где каждый последующий питается предыдущим. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое звено цепи соответствует определенному трофическому уровню (от греч. troph — еда). Первый трофический уровень всегда составляют автотрофы, называемые продуцентами (от лат. producere — производить). Второй уровень — это растительноядные (фитофаги), которых называют консументами (от лат. consumo — «пожираю») первого порядка; третий уровень (допустим, хищники) — консументы второго порядка и т. д.

В экосистеме обычно бывает 4—5 трофических уровней и редко больше 6. Частично это обусловлено тем, что на каждом из уровней часть вещества и энергии теряется (неполное поедание пищи, дыхание консументов, «естественная» гибель организмов и т. п.); такие потери отражены на рисунке и подробнее обсуждаются в соответствующей статье. Однако, судя по результатам недавних исследований, длина пищевых цепей ограничивается и другими факторами. Возможно, существенную роль играют доступность предпочитаемой пищи и территориальное поведение, снижающее плотность расселения организмов, а, значит, и численность консументов высших порядков в конкретном местообитании. По существующим оценкам, в некоторых экосистемах до 80% первичной продукции не потребляется фитофагами. Мертвый же растительный материал становится добычей организмов, питающихся детритом (детритофа-гов) или редуцентов (деструкторов). В таком случае говорят о детритных пищевых цепях. Детрит-ные пищевые цепи преобладают, например, в дождевых тропических лесах.

Продуценты

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.

Поток энергии и круговорот веществ в типичной пищевой цепи. Обратите внимание, что между хищниками и детритофагами, а также редуцентами, возможен двусторонний обмен: детритофаги питаются мертвыми хищниками, а хищники в ряде случаев поедают живых детритофагов и редуцентов. Фитофаги — консументы первого порядка; плотоядные — консументы второго, третьего и т. д. порядков.

Консументы первого порядка

К консументам первого порядка относятся гетеротрофы, поедающие продуцентов, т. е. растительноядные животные, или фитофаги. Некоторые консументы первого порядка не поедают растения, а паразитируют на них. Наиболее наглядно это проявляется в случае таких паразитов, как тли, некоторые грибы и гетеротрофные растения, например не содержащая хлорофилла заразиха (Orobanche). Провести границу между продуцентами и консументами не всегда легко: скажем, кустарник-полупаразит омела поселяется на деревьях и сосет их соки, однако параллельно в его собственных зеленых листьях протекает фотосинтез.

На суше основные фитофаги — насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. В пресной и морской воде это обычно мелкие ракообразные (дафнии, морские желуди, личинки крабов и т. д.) и двустворчатые моллюски; большинство их — фильтраторы, отцеживающие продуцентов, как описано в соответствующей статье. Вместе с простейшими многие из них входят в состав зоопланктона — совокупности микроскопических дрейфующих гетеротрофов, которые питаются фитопланктоном. Жизнь океанов и озер почти полностью зависит от планктонных организмов, составляющих фактически начало всех пищевых цепей в этих экосистемах.

Консументы второго, третьего и последующих порядков

Консументы второго порядка едят фитофагов, т. е. являются плотоядными организмами. Консументы третьего порядка и консументы более высоких порядков также являются плотоядными. Этих консументов можно разделить на несколько экологических групп:

1) хищники: ловят и убивают своих жертв;
2) падалыцики: кормятся только начавшими разлагаться трупами;
3) паразиты: питаются тканями или соками хозяев, не убивая их, по крайней мере сразу же.

Вот два примера основанной на фотосинтезе пищевой цепи:

Растение (листья) -> Слизень -» Лягушка -» Уж -* -» Горностай

Растение (флоэмный сок) -» Тля -> Божья коровка -> -» Паук -^ Скворец -> Ястреб

Обычно размеры хищников с переходом на следующий трофический уровень возрастают, а их численность снижается. В паразитных пищевых цепях картина противоположная: консументы постепенно мельчают и становятся более многочисленными.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Пищевая цепь — определение, типы, значение, трофические уровни и схемы

Каждый организм должен получать энергию для жизни. Например, растения потребляют энергию солнца, животные питаются растениями, а некоторые животные питаются другими животными.

Что такое пищевая цепь?

Пищевая (трофическая) цепь – это последовательность того, кто кого ест в биологическом сообществе (экосистеме) для получения питательных веществ и энергии, поддерживающих жизнедеятельность. При рассмотрении круговорота веществ в экосистеме необходимо учитывать три основные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты. Ниже вы сможете более подробно ознакомится с каждой из этих трех групп.

Автотрофы (продуценты)

Автотрофы – живые организмы, которые производят свою пищу, то есть собственные органические соединения, из простых молекул, таких как углекислый газ. Существует два основных типа автотрофов:

Фотоавтотрофы (фотосинтезирующие организмы) такие, как растения, перерабатывают энергию солнечного света для получения органических соединений – сахаров – из углекислого газа в процессе фотосинтеза. Другими примерами фотоавтотрофов являются водоросли и цианобактерии.
Хемоавтотрофы получают органические вещества благодаря химическим реакциям, в которых задействованы неорганические соединения (водород, сероводород, аммиак и т.д.). Этот процесс называется хемосинтезом.

Автотрофы являются основой каждой экосистемы на планете. Они составляют большинство пищевых цепей и сетей, а энергия, получаемая в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, поддерживает все остальные организмы экологических систем. Когда речь идет об их роли в пищевых цепях, автотрофы можно назвать продуцентами или производителями.

Гетеротрофы (консументы)

Гетеротрофы, также известные как потребители, не могут использовать солнечную или химическую энергию, для производства собственной пищи из углекислого газа. Вместо этого, гетеротрофы получают энергию, потребляя другие организмы или их побочные продукты.

Люди, животные, грибы и многие бактерии – гетеротрофы. Их роль в пищевых цепях заключается в потреблении других живых организмов. Существует множество видов гетеротрофов с разными экологическими ролями: от насекомых и растений до хищников и грибов.

Деструкторы (редуценты)

Следует упомянуть еще одну группу потребителей, хотя она не всегда фигурирует в схемах пищевых цепей. Эта группа состоит из редуцентов, организмов, которые перерабатываю мертвые органические вещества и отходы, превращаяя их в неорганические соединения.

Редуценты иногда считаются отдельным трофическим уровнем. Как группа, они питаются отмершими организмами, поступающими на различных трофических уровнях. (Например, они способны перерабатывать разлагающееся растительное вещество, тело недоеденной хищниками белки или останки умершего орла.) В определенном смысле, трофический уровень редуцентов проходит параллельно стандартной иерархии первичных, вторичных и третичных потребителей. Грибы и бактерии являются ключевыми редуцентами во многих экосистемах.

Редуценты, как часть пищевой цепи, играют важную роль в поддержании здоровой экосистемы, поскольку благодаря им, в почву возвращаются питательные вещества и влага, которые в дальнейшем используется продуцентами.

Уровни пищевой (трофической) цепи

Пищевая цепь представляет собой линейную последовательность организмов, которые передают питательные вещества и энергию начиная с продуцентов и к высшим хищникам.

Трофический уровень организма – это положение, которое он занимает в пищевой цепи.

Первый трофический уровень

Пищевая цепь начинается с автотрофного организма или продуцента, производящего собственную пищу из первичного источника энергии, как правило, солнечной или энергии гидротермальных источников срединно-океанических хребтов. Например, фотосинтезирующие растения, хемосинтезирующие бактерии и археи.

Второй трофический уровень

Далее следуют организмы, которые питаются автотрофами. Эти организмы называются растительноядными животными или первичными потребителями и потребляют зеленые растения. Примеры включают насекомых, зайцев, овец, гусениц и даже коров.

Третий трофический уровень

Следующим звеном в пищевой цепи являются животные, которые едят травоядных животных – их называют вторичными потребителями или плотоядными (хищными) животными (например, змея, которая питается зайцами или грызунами).

Четвертый трофический уровень

В свою очередь, этих животных едят более крупные хищники – третичные потребители (к примеру, сова ест змей).

Пятый трофический уровень

Третичных потребителей едят четвертичные потребители (например, ястреб ест сов).

Каждая пищевая цепь заканчивается высшим хищником или суперхищником – животным без естественных врагов (например, крокодил, белый медведь, акула и т.д.). Они являются “хозяевами” своих экосистем.

Когда какой-либо организм умирает, его в конце концов съедают детритофаги (такие, как гиены, стервятники, черви, крабы и т.д.), а остальная часть разлагается с помощью редуцентов (в основном, бактерий и грибов), и обмен энергией продолжается.

Стрелки в пищевой цепи показывают поток энергии, от солнца или гидротермальных источников до высших хищников. По мере того, как энергия перетекает из организма в организм, она теряется на каждом звене цепи. Совокупность многих пищевых цепей называется пищевой сетью.

Положение некоторых организмов в пищевой цепи может варьироваться, поскольку их рацион отличается. Например, когда медведь ест ягоды, он выступает как растительноядное животное. Когда он съедает грызуна, питающегося растениями, то становиться первичным хищником. Когда медведь ест лосося, то выступает суперхищником (это связано с тем, что лосось является первичным хищником, поскольку он питается селедкой, а она ест зоопланктон, который питается фитопланктоном, вырабатывающим собственную энергию благодаря солнечному свету). Подумайте о том, как меняется место людей в пищевой цепи, даже часто в течение одного приема пищи.

Типы пищевых цепей

В природе, как правило, выделяют два типа пищевых цепей:

Пастбищная пищевая цепь

Этот тип пищевой цепи начинается с живых зеленых растений, предназначенных для питания растительноядных животных, которыми питаются хищники. Экосистемы с таким типом цепи напрямую зависят от солнечной энергии.

Таким образом, пастбищный тип пищевой цепи зависит от автотрофного захвата энергии и перемещения ее по звеньям цепи. Большинство экосистем в природе следуют этому типу пищевой цепи.

Примеры пастбищной пищевой цепи:

Трава → Кузнечик → Птица → Ястреб;

Растения → Заяц → Лиса → Лев.

Детритная пищевая цепь

Этот тип пищевой цепи начинается с разлагающегося органического материала – детрита – который употребляют детритофаги. Затем, детритофагами питаются хищники. Таким образом, подобные пищевые цепи меньше зависят от прямой солнечной энергии, чем пастбищные. Главное для них – приток органических веществ, производимых в другой системе.

К примеру, такой тип пищевой цепи встречается в разлагающейся подстилке умеренного леса.

Энергия в пищевой цепи

Энергия переносится между трофическими уровнями, когда один организм питается другим и получает от него питательные вещества. Однако это движение энергии неэффективное, и эта неэффективность ограничивает протяженность пищевых цепей.

Когда энергия входит в трофический уровень, часть ее сохраняется как биомасса, как часть тела организмов. Эта энергия доступна для следующего трофического уровня. Как правило, только около 10% энергии, которая хранится в виде биомассы на одном трофическом уровне, сохраняется в виде биомассы на следующем уровне.

Этот принцип частичного переноса энергии ограничивает длину пищевых цепей, которые, как правило, имеют 3-6 уровней.

На каждом уровне, энергия теряется в виде тепла, а также в форме отходов и отмершей материи, которые используют редуценты.

Почему так много энергии выходит из пищевой сети между одним трофическим уровнем и другим? Вот несколько основных причин неэффективной передачи энергии:

На каждом трофическом уровне значительная часть энергии рассеивается в виде тепла, поскольку организмы выполняют клеточное дыхание и передвигаются в повседневной жизни.
Некоторые органические молекулы, которыми питаются организмы, не могут перевариваться и выходят в виде фекалий.
Не все отдельные организмы в трофическом уровне будут съедены организмами со следующего уровня. Вместо этого, они умирают, не будучи съеденными.
Кал и несъеденные мертвые организмы становятся пищей для редуцентов, которые их метаболизируют и преобразовывают в свою энергию.

Итак, ни одна из энергий на самом деле не исчезает – все это в конечном итоге приводит к выделению тепла.

Значение пищевой цепи

Исследования пищевой цепи помогают понять кормовые отношения и взаимодействие между организмами в любой экосистеме.
Благодаря им, есть возможность оценить механизм потока энергии и циркуляцию веществ в экосистеме, а также понять движение токсичных веществ в экосистеме.
Изучение пищевой цепи позволяет понять проблемы биоусиления.

В любой пищевой цепи, энергия теряется каждый раз, когда один организм потребляется другим. В связи с этим, должно быть намного больше растений, чем растительноядных животных. Автотрофов существует больше, чем гетеротрофов, и поэтому большинство из них являются растительноядными, нежели хищниками. Хотя между животными существует острая конкуренция, все они взаимосвязаны. Когда один вид вымирает, это может воздействовать на множество других видов и иметь непредсказуемые последствия.

Цепи питания в широколиственных лесах РФ. Несколько примеров

Все организмы питаются, т.е. получают энергию, которая обеспечивает процессы жизнедеятельности. Систему трофической цепи образуют звенья. Звено пищевой цепочки – это группа живых организмов, связанная с соседней группой отношениями «пища – потребитель». Одни организмы являются пищей для других организмов, которые в свою очередь также являются пищей для третьей группы организмов. Выделяют три типа звеньев:

продуценты – автотрофы;
консументы – гетеротрофы;
редуценты (деструкторы) – сапротрофы.

Рис. 1. Звенья пищевой цепочки.

В одну цепочку входят все три звена. Консументов может быть несколько (консументы первого, второго порядка и т.д.). Основу цепочки могут составлять продуценты или редуценты.

К продуцентам относятся растения, преобразовывающие органические вещества с помощью света в органические вещества, которые при поедании растений попадают в организм консумента первого порядка. Основным признаком консумента является гетеротрофность. При этом консументы могут потреблять как живые организмы, так и мёртвые (падаль). Примеры консументов:

травоядные – заяц, корова, мышь;
хищные – леопард, сова, морж;
падальщики – гриф, тасманийский дьявол, шакал.

Некоторые консументы, в том числе и человек, занимают промежуточное положение, являясь всеядными. Такие животные могут выступать в роли консумента первого, второго и даже третьего порядка. Например, медведь питается ягодами и мелкими грызунами, т.е. одновременно является консументом первого и второго порядков.

К редуцентам относятся:

грибы;
бактерии;
простейшие;
черви;
личинки насекомых.

Рис. 2. Редуценты.

Редуценты питаются останками живых организмов и продуктами их жизнедеятельности, возвращая в почву неорганические вещества, которые потребляют продуценты.

Взаимосвязь компонентов биоценоза

На каждый ярус пищевой пирамиды переходит около 10 % потенциальной энергии корма, остальная энергия теряется в процессе переваривания пищи и рассеивается в виде тепла. Пищевая пирамида позволяет оценить потенциальную продуктивность естественных природных биоценозов. В искусственных биоценозах она позволяет оценить эффективность хозяйствования или необходимость каких-то изменений.

Пищевые, или трофические, связи животных могут проявляться прямо или косвенно, прямые связи – это непосредственно поедание животным своей пищи.

Косвенные трофические связи – это либо конкуренция за еду, либо, наоборот, невольная помощь одного вида другому в захвате пищи.

Каждый биоценоз характеризуется своим собственным особым набором компонентов, разнообразных видов животных, растений, грибов и бактерий. Между всеми этими живыми существами устанавливаются тесные связи, они чрезвычайно разнообразны и могут быть разделены на три большие группы: симбиоз, хищничество и аменсализм.

Симбиоз – это тесное и продолжительное сосуществование представителей разных биологических видов. При длительном симбиозе происходит приспособление этих видов друг к другу, их взаимоадаптация.

Взаимовыгодный симбиоз называется мутуализм.

Паразитизм – отношения, выгодные одному, но вредные другому симбионту. В ходе эволюции паразитизм может переходить в мутуализм.

Комменсализм – это отношения, полезные одному, но безразличные другому симбионту.

Аменсализм – тип межвидовых взаимоотношений, при котором один вид, именуемый аменсалом, претерпевает угнетение роста и развития, а второй, именуемый ингибитором, таким испытаниям не подвержен. Аменсализм в корне отличается от симбиоза тем, что ни один из видов не получает пользы, вместе такие виды, как правило, не живут.

Это формы взаимодействия между организмами разных видов (Рис. 4).

Читайте также: National Geographic. Дикая Иберия. Загадка иберийской рыси / Wild Iberia. Mystery of the Lynx

Рис. 5. Формы взаимодействия между организмами разных видов (Источник)

Длительное совместное существование животных в одном биоценозе ведет к разделению между ними пищевых ресурсов, это уменьшает конкуренцию за пищу. Выжили лишь те животные, которые нашли свою еду и специализировались, приспособившись поедать именно ее. Можно выделять экологические группы на основании преобладающих объектов питания, так, растительноядные животные называются фитофаги (Рис. 6). Среди них можно выделить филлофагов (Рис. 6) – животных, поедающих листья, карпофагов – питающихся плодами, или ксилофагов – поедателей древесины (Рис. 7).

Рис. 6. Фитофаги и филлофаги (Источник)

Рис. 7. Карпофаги и ксилофаги (Источник)

Цепочки питания могут быть двух видов:

ТОП-4 статьикоторые читают вместе с этой

1. Детритная пищевая цепь
2. Гетеротрофы это .. в биологии?
3. Автотрофный тип питания
4. Структура популяции

пастбищные (цепь выедания);
детритные (цепь разложения).

Пастбищные цепи свойственны лугам, полям, морям, водоёмам. Началом цепи выедания являются автотрофные организмы – фотосинтезирующие растения. Далее звенья цепочки располагаются следующим образом:

консументы первого порядка – растительноядные животные;
консументы второго порядка – хищники;
консументы третьего порядка – более крупные хищники;
редуценты.

В морских и океанических экосистемах цепи выедания более длинные, чем на суше. Они могут включать до пяти порядков консументов. Основу морских цепей составляет фотосинтезирующий фитопланктон. Следующие звенья образует несколько консументов:

зоопланктон (рачки);
мелкая рыба (шпроты);
крупные хищные рыбы (сельдь);
крупные хищные млекопитающие (тюлени);
высшие хищники (касатки);
редуценты.

Детритные цепи характерны для лесов и саванн. Цепь начинается с редуцентов, которые питаются органическими останкам (детритом) и называются детриофагами. К ним относятся микроорганизмы, насекомые, черви. Все эти живые организмы становятся пищей для хищников высшего порядка, например, птиц, ежей, ящериц.

Примеры пищевых цепей двух типов:

пастбищные: клевер – заяц – лисица – микроорганизмы;
детритные: детрит – личинки мух – лягушка – уж – ястреб – микроорганизмы.

Рис. 3. Пример пищевой цепочки.

Вершину пищевой цепочки всегда занимает хищник, который является консументом последнего порядка в своём ареале. Численность высших хищников не регулируется другими хищниками и зависит только от внешних факторов среды. Примерами являются касатки, вараны, крупные акулы.

Цепи питания

В широколиственных лесах эти последовательности, конечно же, имеют свои особенности. Но в целом поглощение и взаимодействие происходит по общим законам и правилам, характерным практически для любой среды обитания. Ведь что есть пищевая цепь? По большому счету, это ситуация, когда питательные вещества и энергия переходят от одного живого организма к другому последовательным образом. Звенья, как правило, формируются из продуцентов и консументов (различных уровней). Первые в цепочке питаются не органикой, добывая питание для своей жизнедеятельности прямо из почвы, воздуха и воды. К примеру, большинство растений использует явление фотосинтеза. А бактерии, проживающие практически в любой среде, питаются минералами и газами. Консументы продолжают последовательность. Первого уровня – питаются растительной пищей (продуцентами) и называются травоядными (растительноядными). Второй, третий, четвертый уровни консументов питаются животной пищей — это плотоядные, или хищники.

Крупный хищник замыкает цепочку питания, становясь во главе пищевой пирамиды. Обычно таких представителей не так уж и много в определенной среде. Особая роль природой отводится падальщикам, микроорганизмам, которые перерабатывают мертвую плоть, превращая ее в неживую материю. Ведь если бы не они, вся земля была бы устлана трупами растений и животных!

Консументы

Консументы это следующее звено. Роль консументов выполняют гетеротрофные организмы, то есть те, которые не вырабатывают самостоятельно органические вещества, а используют в пищу другие организмы. Консументов можно разделить на несколько уровней. Например, к первому уровню относятся все травоядные животные, некоторые виды микроорганизмов, а также планктон. Грызуны, зайцы, лоси, кабаны, антилопы и даже бегемоты — все относятся к первому уровню.

Ко второму уровню относят мелких хищников, таких как: дикие кошки, норки, хорьки, рыбы, питающиеся планктоном, совы, змеи. Эти животные служат пищей для консументов третьего уровня — более крупных хищников. Это такие животные, как: лиса, рысь, лев, ястреб, щука и др. Таких хищников называют ещё высшими. Высшие хищники необязательно поедают только тех, кто находится на предыдущем уровне. Например, мелкая лиса может стать добычей ястреба, а рысь может охотиться и на грызунов, и на сов.

Цепи питания в широколиственных лесах. Примеры

После нескольких слов о теории перейдем к практике составления. Любая цепь питания для широколиственных лесов обеспечивается богатым видовым разнообразием растений и животных, обитающих здесь. Бурная растительность кормит таких растительноядных млекопитающих, как мелкие грызуны, зайцы, олени, лоси, косули. Они в основном питаются густыми травами на полянах, корой и ветками деревьев и кустарников, ягодами, грибами, орехами. Все эти виды пищи можно в изобилии найти – животным всегда будет чем поживиться, даже в холодную зиму. Здесь же проживают и хищники, служащие звеньями цепи питания в широколиственных лесах. Их образ жизни кардинально отличается от травоядных. Лисицы и волки, горностаи и ласки, рыси и куницы, хищные птицы. В основном, они охотятся на других животных. Характерны для обитателей леса и более мелкие хищники (земноводные, к примеру), которые тоже могут стать добычей крупных плотоядных. Соответственно, формируются и цепи питания в широколиственных лесах. Они порой многоуровневые и переплетаются друг с другом в серединных звеньях.

Вот некоторые из них:

Кора березы – заяц – лисица.
Дерево (кора) – жук-короед – синица – ястреб.
Трава (семена) – мышь лесная – сова.
Трава – насекомое – лягушка – уж – хищная птица.
Насекомое – рептилия – хорек – рысь.
Листья – дождевой червь – дрозд.
Плоды и семена деревьев – белка – сова.
Листья – гусеница – жук – синица – сокол.

Общее понятие

Цепью принято называть особенные и характерные отношения между отдельными живыми группами, в результате которых наблюдается перенесение энергии по принципу съедания одних организмов другими. В пищевой схеме каждое живое существо занимает определенный трофический уровень, которых насчитывается несколько:

Организмы, способные производить пищу за счет потребления природной энергии. К таковым принято относить растения, отдельные типы бактерий, они стандартно называются продуцентами.
Растительноядные животные, которые способны употреблять в пищу обозначенных предварительно организмов. Они называются консументами или первичными потребителями, например, насекомые, овцы, коровы, зайцы.
К этому уровню принято относить сообщества животных, которые поедают себе подобных, но травоядные организмы. Это вторичные консументы, их еще называют плотоядными или хищными животными. Ярким примером послужит змея, которая поедает грызунов, являющихся первичными потребителями.
На этом уровне цепочки находятся хищники небольших размеров, которые употребляются плотоядными и более крупными «собратьями». Последние — консументы 3-го порядка, примером станет филин, употребляющий в пищу змей.
Суперхищники, которые поедают третичных потребителей. Они являются достаточно крупными и опасными животными, не имеющими в условиях дикой природы (степь, луг, лес) естественных врагов. К таковым относятся крокодилы, львы, белые медведи, акулы, выступающие полноценными хозяевами в своих экосистемах.

При гибели какого-либо существа оно превращается в источник питания для организмов, употребляющих в пищу падаль. К таковым можно отнести червей, крабов, гиен, стервятников и пр. Остатки после их «трапезы» достаются редуцентам, это грибы, бактерии, способствующие процессам разложения.

Проверь себя

Покажи на карте лесные зоны.

Зона тайги показана на карте темно-зеленым цветом. Она самая большая в России и найти ее несложно.

Южнее зоны тайги светло-зеленым цветом показана зона смешанных лесов, которая плавно переходит в зону широколиственных лесов. Это зоны нет в Восточной Сибири, но она есть на Дальнем Востоке.

Какие природные условия лесных зон благоприятны для роста деревьев?

В лесных зонах много солнца, то есть солнечного тепла, и влаги.

Раскрой особенности тайги, смешанных и широколиственных лесов.

Тайга представляет собой густой хвойный лес.

Смешанный лес — это переходная зона между тайгой и широколиственными лесами. В смешанных лесах встречаются как хвойные деревья. Так и деревья лиственных пород. Широколиственные леса образованы теплолюбивыми лиственными породами деревьев.

Приведи примеры животных тайги.

В тайге обитают бурые медведи, лоси, благородные олени, бурундуки, белки — летяги, соболь, глухарь, кедровка.

Какие экологические связи сложились в тайге?

Животные и птицы питаются орехами и семенами хвойных деревьев и одновременно помогают этим деревьям расселяться на новые территории.

Трофический уровень. Пищевые цепи и трофические уровни

Фотоавтотрофы (фотосинтезирующие организмы) такие, как растения, перерабатывают энергию солнечного света для получения органических соединений – сахаров – из углекислого газа в процессе фотосинтеза. Другими примерами фотоавтотрофов являются водоросли и цианобактерии.
Хемоавтотрофы получают органические вещества благодаря химическим реакциям, в которых задействованы неорганические соединения (водород, сероводород, аммиак и т.д.). Этот процесс называется хемосинтезом.

Автотрофы являются основой каждой экосистемы на планете. Они составляют большинство пищевых цепей и сетей, а энергия, получаемая в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, поддерживает все остальные организмы экологических систем. Когда речь идет об их роли в пищевых цепях, автотрофы можно назвать продуцентами или производителями.

Видео

Трофические уровни. Цепи и сети питания, их звенья

Трофический (пищевой) уровень — комплекс организмов с одинаковым типом питания, занимающих определенное положение в пищевой цепи.

Пищевая цепь — последовательность живых организмов, способных передавать питательные вещества и энергию от продуцентов (растений) к консументам (хищникам). Соседние звенья пищевой цепи формируют отношения по принципу «пища — потребитель». То есть, если одна группа организмов становится пищей для другой группы, звенья будут сцеплены.

Классификация трофических уровней:

первый — образуют продуценты (фотосинтезирующие растения);
второй — консументы I порядка (травоядные животные: овцы, зайцы, насекомые);
третий — консументы II порядка (первичные хищники, для которых пищей служат травоядные животные: змея, поедающая грызунов, или волк, питающийся кроликом);
четвертый — консументы III порядка (хищники, питающиеся консументами II порядка, или вторичные хищники: сова, поедающая змей).

*Сети питания

В природе пастбищные цепи в чистом виде не встречаются. Они связаны между собой и с детритными цепями общими пищевыми звеньями и образуют пищевую сеть, или сеть питания.

Взаимосвязь пастбищных цепей с детритными осуществляется через детрит, который образуется в результате отмирания продуцентов и консументов. Детритофаги и редуценты после отмирания также пополняют запас детрита в экосистеме. В детритных цепях происходит разложение детрита до минеральных веществ, извлекаемых из почвы продуцентами, благодаря чему замыкается круговорот веществ в экосистеме. При этом вся энергия, содержавшаяся в детрите, освобождается и рассеивается в виде тепла, что создает поток энергии в экосистеме. Таким образом, детритные цепи связаны с пастбищными через минеральные вещества. Кроме того, консументы пастбищных цепей могут поедать детритофагов (например, птицы поедают дождевых червей), за счет чего между пастбищными и детритными цепями возникают дополнительные пищевые связи. Благодаря взаимосвязи пастбищных и детритных цепей в экосистеме формируется сложная сеть питания, обеспечивающая постоянство круговорота веществ и потока энергии.

Повторим главное. В экосистеме продуценты, консументы и редуценты связаны трофическими связями и образуют цепи питания. Совокупность организмов, которые составляют определенное звено пищевой цепи, называется трофическим уровнем. Трофические уровни принято нумеровать римскими цифрами. Различают два типа цепей питания: пастбищные и детритные. В природной экосистеме цепи питания связаны между собой общими пищевыми звеньями и образуют единую сеть питания экосистемы, в которой происходит круговорот веществ и поток энергии.

Консументы: общая информация

Они представляют собой не просто «едоков», которых содержит пищевая цепочка. Удовлетворение своих потребностей ими осуществляется посредством системы обратной (положительной) связи. Консументы оказывают влияние на трофические уровни экосистемы, находящиеся выше. Так, к примеру, потребление растительности в африканских саваннах крупными стадами антилоп вместе с пожарами в засушливый период способствует увеличению скорости возврата в почву питательных элементов. Впоследствии, во время сезона дождей, повышается восстановление травянистых насаждений и их продукция. Достаточно интересен пример Одума. Он описывает воздействие консументов на продуценты в морской экосистеме. Крабы, потребляющие детрит и водоросли, «ухаживают» за своими травами несколькими способами. Они разрывают грунт, усиливая таким образом циркуляцию воды около корней и внося кислород и необходимые элементы в анаэробную прибрежную зону. В процессе постоянной переработки донных илов, богатых органикой, крабы способствуют улучшению условий для развития и роста бентосных водорослей. Один трофический уровень составляют организмы, которые получают энергию посредством одинакового количества ступеней.

Редуценты

Пищевые цепи могут быть двух видов. В частности, выделяют детритные и пастбищные структуры. Выше описаны примеры последних. В них на первом уровне присутствуют зеленые растения, на втором – пастбищные животные, на третьем – хищники. Однако в телах погибших растений и животных еще содержится энергия и «строительный материал» наряду с прижизненными выделениями (мочой и фекалиями). Все эти органические материалы подвергаются разложению за счет активности микроорганизмов – бактерий и грибов. Они живут на органических остатках как сапрофиты. Организмы данного типа называются редуцентами. Ими выделяются пищеварительные ферменты на отходы жизнедеятельности либо на мертвые тела, а затем поглощаются продукты переваривания. Разложение может происходить с различной скоростью. Потребление органических соединений фекалий, мочи, животных трупов осуществляется в течение нескольких недель. При этом упавшие ветви или деревья могут разлагаться годами.

Третий трофический уровень

На третьем трофическом уровне располагаются хищники, поедающие своих травоядных собратьев. Представители этой группы, так же, как и предыдущей, не способны усваивать неорганические вещества и строить на основе них свое тело. Поэтому они используют энергию, добытую другими участниками экосистемы.

Иногда тех, кто находится на третьем трофическом уровне, называют также консументами 2 порядка, или первичными хищниками.

Четко распределить консументов 1 и 2 уровня иногда бывает сложно, так как большое количество животных является всеядными. Человек, медведь, мыши, свиньи и прочие живые организмы могут одновременно потреблять в пищу как растительные элементы, так и других животных. Подобных представителей можно относить как к первому, так и ко второму трофическому уровням.

Представители третьего трофического уровня, несмотря на то, что являются хищниками, могут сами быть съедены животными, находящимися уровнем выше. Примером животного, находящегося на третьем трофическом уровне, является змея, питающаяся мелкими грызунами.

Сколько всего трофических уровней?

С каждым уровнем количество доступной энергии уменьшается, поэтому пищевые цепи могут состоять максимально из 4-5 трофических уровней. Ни одна экосистема на Земле не способна создать цепь из большего количества уровней, потому что следующим, более сильным организмам, попросту не хватило бы пищи.

Первый трофический уровень составляют в основном зеленые растения, а также водоросли. Они способны получать энергию от Солнца, из воды и почвы.

Представители второго трофического уровня – травоядные животные. Поедая растения, они поддерживают свое тело, имеют возможность расти и развиваться.

На третьем трофическом уровне располагаются первичные хищники, питающиеся своими травоядными собратьями.

Четвертый трофический уровень состоит из хищников второго порядка – они способны питаться другими, более слабыми хищниками. Немало животных, которые питаются одновременно и травоядными, и другими хищниками. Такие особи относятся сразу к обоим уровням (третьему и четвертому).

Замыкают цепочку представители пятого трофического уровня – грибы и бактерии, разлагающие клетки умерших организмов до простых органических соединений, которые впоследствии становятся пищей для представителей, находящихся на первом уровне.

Значение пищевой цепи

В любой пищевой цепи, энергия теряется каждый раз, когда один организм потребляется другим. В связи с этим, должно быть намного больше растений, чем растительноядных животных. Автотрофов существует больше, чем гетеротрофов, и поэтому большинство из них являются растительноядными, нежели хищниками. Хотя между животными существует острая конкуренция, все они взаимосвязаны. Когда один вид вымирает, это может воздействовать на множество других видов и иметь непредсказуемые последствия.

Продуценты, консументы, редуценты – функции, примеры и роль в экосистеме

Пищевая (трофическая) цепь является неотъемлемой частью существования всего живого на планете. Это объясняется тем, что благодаря её существованию происходит перенос вещества и энергии за счет поедания одних представителей живой природы другими. К этим представителям, населяющим экосистему, можно отнести продуценты, редуценты и консументы.

Структура компонентов и трофические цепи

В связи с тем, что жизнеспособность невозможна без круговорота энергии, все организмы отдают её друг другу в последовательном порядке. По правилу 10% Линдемана, которое изучают экология и биология, последующее звено пищевой цепи получает 10% энергии, которая была накоплена предыдущим. Число кажется небольшим, но для того, чтобы осознать масштабность такого объема и причины размеров, необходимо понять, кто её вырабатывает, а кто её получает, и является ли этот процесс конечным?

Типы пищевых цепей

Существует два типа трофических связей:

Пастбищная, или цепь выедания — цепь, в которой участвуют продуценты и консументы. Действует по схеме: зеленое растение — растительноядное — хищник. Напрямую зависит от Солнца и перемещения энергии по всем звеньям. Более 80% экосистем работают на этом принципе.
Детритная, или цепь разложения — цепь, формирует которую процесс деструкции, или разложения органического вещества. К ней более всего причастны редуценты. Начинается эта цепь с разлагающегося детрита, например, отмершего листа, который потом будет употреблен высшим ракообразным — мокрицей. Она, в свою очередь, станет источником пропитания для птиц. Эти цепи меньше зависят от Солнца — важно, чтобы было поступление органического вещества из другой системы. Характерный пример: почвы умеренного пояса с богатым растительным покровом и живущими в нем организмами.

Продуценты, консументы и редуценты — это основные структурные компоненты обмена. Поскольку основной источник тепла — Солнце, то с него начинается весь поток, который должен обрабатываться живыми организмами. В первую очередь, большую его часть принимают на себя продуценты в процессе фотосинтеза.

Продуценты и их роль в цепях

Люди задаются вопросом и часто не понимают, как получают энергию продуценты? Всё дело в фотосинтезе, который обеспечивает их солнечным светом.

Фотосинтез — важнейший химический процесс, который возникает в зеленых растениях. Свет поглощается хлорофиллами — органеллами клетки, присущими только растительному организму, расщепляется на водород и кислород. Водород и АТФ дают возможность превратить углекислый газ (СО2) в сахара, а именно глюкозу и крахмал.

Кислород же участвует непосредственно в обмене веществ. С помощью этого процесса всё, содержащее хлоропласты, и формирует своё тело.

Продуценты — это те организмы, которые способны производить органическое из неорганического. Их еще называют автотрофами, создающими самыми первыми вещество для биосферы и формирующими экосистему. Автотрофы способны накапливать в себе вещества, и по этому признаку они подразделяются на два основных вида:

фотоавтотрофы, или производители, которые перерабатывают солнечную энергию для получения сахаров из СО2 (углекислого газа). К ним, помимо зеленых растений, относят водоросли и цианобактерии;
хемоавтотрофы: получающие энергию в результате процессов окисления различных минеральных соединений, содержащих водород, азот, серу, железо и аммиак.

Именно за счет этих типов и формируются остальные звенья в цепи. Насаждения леса, комнатные растения — всё это обогащает среду обитания кислородом.

Далее следует звено, именующееся консументами.

Консументы и их порядок

Консументы, или гетеротрофы — потребители готовой энергии. Они не способны синтезировать сами, поэтому нуждаются в тех веществах, что произвели для них. В ходе пищеварения они расщепляют полимерные соединения и усваивают мономерные. Существуют и некоторые растения, неспособные синтезировать вещества, например, раффлезия. Живут они за счет паразитизма на зеленом растении, ведь хлорофилл выработать сами не могут.

Следуя правилу 10%, можно сделать вывод о том, что 90% энергии будет потеряно. Именно по количеству полученной энергии консументы и делятся на свои порядки:

консументы первого порядка — непосредственно те, кто получил энергию из продуцента, употребив его в пищу, например, травоядный заяц;
консументы второго порядка — хищные гетеротрофы, которые включают в своё питание особей из категории первого порядка.

В крайне редких случаях экологическая пирамида может достигать четырех порядков. Грибы также относятся к гетеротрофам, поскольку часто паразитируют на пнях, корнях растения или даже на теле животного или человека. Но и не стоит их исключать из списка редуцентов. Эти организмы имеют довольно большое значение на протяжении всех компонентов, ведь могут находиться в трех структурах. Консументы — немаловажный компонент, формирующий биогеоценозы, ведь они формируют пищу для деструкторов.

Существуют и дополнительные звенья в трофических цепях. К ним можно отнести детритофагов, способствующих развитию основных. Поскольку они питаются разлагающимся органическим веществом, они также накапливают энергию в своих телах и могут послужить источником пищи для дальнейшего звена. Например, жук-навозник, питающийся гниющей органикой, может быть съеден птицей, гибель которой также послужит источником накопления энергии. Второй наглядный пример: шакалы, поедающие мертвую газель, в дальнейшем будут выполнять роль источника еды для консументов более высокого порядка.

Редуценты, или деструкторы

Редуценты — те организмы, которые разрушают отмершие остананки продуцентов и консументов, превращая их снова в простые органические соединения и неорганику. Называются также сапротрофами. Люди часто путают их с детритофагами. В отличие от последних деструкторы не оставляют твердые остатки, которые не способны перевариться.

Поскольку они способны к переработке и растительных, и животных остатков, их часто относят к отдельному трофическому уровню. К группе разрушителя, способного переварить органику, относят микроорганизмы и некоторые виды грибов. Довольно часто к ним относят и паразитов, населяющих тела, например, бычий цепень, аскариды и другие.

Их роль в экологической системе очень важна и неотъемлема, поскольку группа деструкторов способна вернуть в почву питательные вещества, которые снова войдут в круговорот и будут обеспечивать нормальную функцию продуцентов. Экосистеме будет сложнее обходиться без них, нежели без консументов.

Для чего нужна трофическая цепь?

Помогает при анализе отношений особей и популяций друг с другом в сети питания.
Дает возможность оценить круговорот энергии и веществ в конкретной экосистеме и его влияния на глобальную картину циркуляции.
Понять проблемы биоразнообразия, оценив сокращение одних организмов и популяций за счет роста других и выявить динамику развития.

Трофические уровни. Пищевая сеть

Трофический уровень — то конкретное место, которое занимает организм в цепочке. Проследить взаимосвязь можно на примере таблицы продуцентов, редуцентов и консументов:

Трофический уровень (Т.У.)	Пример
Первый Т. У.	Автотроф, производящий пищу для себя же из солнечной энергии (растение, сине-зеленые водоросли и др.)
Второй Т. У.	Гетеротроф, питающийся автотрофом (насекомые, травоядные и др.)
Третий Т. У.	Поедающие травоядных хищники
Четвертый Т. У.	Третичные потребители (сова, которая поедает змею)
Пятый Т. У.	Четвертичный потребитель: ястреб питается совами

Совокупность множества цепей называется сетью. Сеть — глобальная связь всех цепей, которая поддерживается вследствие гомеостаза. Поэтому важно изучать все составляющие, соблюдать их охрану и беречь популяции от сокращения численности.

Продуценты, консументы, редуценты — функции, примеры и роль в экосистеме

Структура компонентов и трофические цепи

Типы пищевых цепей

Существует два типа трофических связей:

Продуценты, консументы и редуценты — это основные структурные компоненты обмена. Поскольку основной источник тепла — Солнце, то с него начинается весь поток, который должен обрабатываться живыми организмами. В первую очередь, большую его часть принимают на себя продуценты в процессе фотосинтеза.

Продуценты и их роль в цепях

Кислород же участвует непосредственно в обмене веществ. С помощью этого процесса всё, содержащее хлоропласты, и формирует своё тело.

фотоавтотрофы, или производители, которые перерабатывают солнечную энергию для получения сахаров из СО2 (углекислого газа). К ним, помимо зеленых растений, относят водоросли и цианобактерии;
хемоавтотрофы: получающие энергию в результате процессов окисления различных минеральных соединений, содержащих водород, азот, серу, железо и аммиак.

Именно за счет этих типов и формируются остальные звенья в цепи. Насаждения леса, комнатные растения — всё это обогащает среду обитания кислородом.

Далее следует звено, именующееся консументами.

Консументы и их порядок

консументы первого порядка — непосредственно те, кто получил энергию из продуцента, употребив его в пищу, например, травоядный заяц;
консументы второго порядка — хищные гетеротрофы, которые включают в своё питание особей из категории первого порядка.

Редуценты, или деструкторы

Для чего нужна трофическая цепь?

Трофические уровни. Пищевая сеть

Трофический уровень (Т.У.)	Пример
Первый Т. У.	Автотроф, производящий пищу для себя же из солнечной энергии (растение, сине-зеленые водоросли и др.)
Второй Т. У.	Гетеротроф, питающийся автотрофом (насекомые, травоядные и др.)
Третий Т. У.	Поедающие травоядных хищники
Четвертый Т. У.	Третичные потребители (сова, которая поедает змею)
Пятый Т. У.	Четвертичный потребитель: ястреб питается совами