Поток энергии это в биологии кратко

Обновлено: 18.05.2024

Поток энергии. Для осуществления любых жизненных процессов необходима энергия. Единственным источником энергии для зеленых растений является Солнце. В экосистемах, где солнечная энергия недоступна (например, дно океана), источником энергии для организмов служит окисление неорганических веществ.

Солнечная энергия, падающая на фотосинтезирующие органы растений, аккумулируется во вновь образующихся органических соединениях. Эта энергия используется продуцентами по-разному. Часть ее тратится на дыхание, т. е. на биологическое окисление (см. § 12, 13), часть запасается в виде вновь возникшей биомассы. Биомасса — это масса организмов определенной группы или сообщества в целом.

Некоторую долю созданной продуцентами биомассы съедают травоядные животные. Хищники потребляют травоядных животных и получают долю энергии. Часть энергии, полученной консументами с пищей, тратится на процессы, происходящие в клетках, а также выводится с продуктами жизнедеятельности в окружающую среду. Другая часть энергии идет на увеличение массы тела, рост и размножение и рассеивается в виде тепла.

Часть биомассы продуцентов, не съеденная животными, отмирает, и с отмершей биомассой аккумулированная в ней энергия поступает в почву в виде растительного опада.

Растительный опад, трупы и экскременты животных служат источником питательных веществ для редуцентов. Определенное количество энергии запасается в биомассе редуцентов, а часть рассеивается. Редуценты отмирают, и их клетки также разлагаются. Из продуктов разложения состоят органические вещества почвы.

Таким образом, энергия аккумулируется на уровне продуцентов, проходит через консументы и редуценты, входит в состав органических веществ почвы и рассеивается при разрушении ее разнообразных соединений.

Разобранный пример относится к наземным экосистемам. Подобным же образом происходят процессы и в водных экосистемах. Через любую экосистему проходит поток энергии, определенная часть которой используется каждым живым существом.

Цепи питания. Перенос энергии от ее источника (растений) через ряд организмов называют пищевой цепью.

Все живые организмы связаны между собой энергетическими отношениями, поскольку являются объектами питания других организмов. Травоядные животные (потребители первого порядка) поедают растения, первичные хищники (потребители второго порядка) поедают травоядных, вторичные хищники (потребители третьего порядка) поедают хищников помельче. Таким образом создаются пищевые цепи из продуцентов и консументов, которые на разных этапах, как это было показано в § 70, смыкаются с сообществом редуцентов (рис. 104).

Рис. 104. Пищевые цепи в наземных экосистемах

Пищевые цепи разделяют на два типа. Один тип пищевой цепи начинается с растений и идет к растительноядным животным и далее к хищникам. Это так называемая цепь выедания (пастбищная). Другой тип начинается от растительных и животных остатков, экскрементов животных и идет к мелким животным и микроорганизмам, которые ими питаются. В результате деятельности микроорганизмов образуется полуразложившаяся масса — детрит. Такую цепь называют цепью разложения (детритной).

На суше пищевые цепи первого типа состоят обычно из 3—5 звеньев, например: растения - овца - человек — трехзвенная цепь; растения - кузнечики - ящерицы - ястреб — четырехзвенная цепь; растения — кузнечики — лягушки - змеи - орел — пятизвенная цепь. Через пищевые цепи биогеоценозов суши подавляющее количество прироста растительной биомассы поступает через опад в цепи разложения.

В морях и океанах обнаружено несколько типов пищевых цепей. В морях, расположенных на шельфе (например, Баренцево море), это: фитопланктон - мелкие рачки - рыбы, питающиеся мелкими рачками (сельдь, мойва) - хищные рыбы (треска) - морские млекопитающие (гренландский тюлень); в открытых районах океана: фитопланктон - зоопланктон (инфузории, рачки) - кальмары и рыбы, питающиеся мелкими рачками (макрель) - хищные рыбы (тунец) - крупные акулы и дельфины. В редких случаях, например в зонах подъема к поверхности глубинных вод (зоны апвеллинга), пищевая цепь сокращается до трех основных звеньев: фитопланктон - мелкие рыбы (анчоус) - хищные рыбы. В водах Антарктики и некоторых других районах Мирового океана конечным звеном наравне с млекопитающими выступают хищные птицы. В районах открытого океана основная часть фитопланктона проходит через цепь выедания. На шельфе (до глубины в среднем 200 м), наоборот, большая часть биомассы, накопленной фитопланктоном, оседает на дно, где включается в детритную пищевую цепь (рис. 105).

Рис. 105. Пищевые цепи в океане

Все типы пищевых цепей всегда существуют в сообществе таким образом, что член одной цепи является также членом другой. Соединение цепей образует пищевую сеть экосистемы. Угнетение или разрушение любого звена экосистемы с неизбежностью отразится на экосистеме в целом. Поэтому вмешиваться в жизнь экосистем надо с большой осторожностью и осмотрительностью.

Экологическая пирамида. Пищевые сети внутри каждой экосистемы имеют хорошо выраженную структуру. Она характеризуется количеством и размером организмов на каждом уровне цепи питания. Как правило, при переходе с одного пищевого уровня на другой численность особей уменьшается, а их размер увеличивается. Например, в приведенной выше четырехзвенной цепи на 1 га травяной экосистемы насчитывается около 9 млн растений (первый пищевой уровень), свыше 700 тыс. растительноядных насекомых (второй уровень), больше 350 тыс. хищных насекомых и пауков (третий уровень) и всего три птицы (четвертый уровень). Как мы видим, образуется пирамида чисел, основание которой в 3 млн раз шире, чем вершина.

Только часть энергии, поступившей на определенный уровень биоценоза, передается организмам, находящимся на более высоком пищевом уровне. С уровня на уровень переходит около 10% энергии. Можно подсчитать, что энергия, которая доходит до пятого уровня (например, до орла в цепи: растения - кузнечики - лягушки - змеи - орел), составляет всего 0,01% энергии, поглощенной продуцентами. Таким образом, передача энергии с одного пищевого уровня на другой происходит с очень малым КПД. Это объясняет уменьшение числа и массы организмов на каждом последующем уровне и ограниченность количества звеньев в пищевой цепи.

Продукция экосистем. Любую экосистему характеризуют два важных параметра — биомасса и ее прирост за год, т. е. урожай. Прирост биомассы, созданной за единицу времени, называют продуктивностью экосистемы. Экосистемы суши имеют различную биомассу и продуктивность. Самой низкой биомассой растений и продуктивностью обладают тундры и пустыни, самой высокой — тропические дождевые леса. В тундре растениям не хватает тепла, в пустыне — воды. В лесном поясе тропиков много тепла и влаги. В открытом океане биомасса водорослей очень мала (продуктивность 1—2 т/га в год): их рост ограничен недостатком питательных элементов и света. Там, где света и питательных веществ много, например в прибрежных областях, биомасса значительно выше.

Несмотря на то что океан занимает 71% площади нашей планеты, его продуктивность в 3 раза, а биомасса водорослей в 10 тыс. раз меньше, чем продуктивность и биомасса растений суши.

Такая громадная разница в биомассе растений суши и океана объясняется следующей причиной. Основные продуценты суши — деревья, а океана — мелкие одноклеточные водоросли. Деревья растут медленно (низкий прирост), а живут долго, их биомасса накапливается за десятки и сотни лет. Водоросли в океане быстро размножаются. За год их поколения могут смениться десятки и сотни раз. Практически каждый день в океане создается масса водорослей, равная их запасу. Однако отмирание и оседание фитопланктона на дно вместе с поеданием его консументами быстро снижают массу одноклеточных водорослей. Устанавливается равновесие между прибылью и убылью продуцентов, и запас их постоянно остается низким.

Количественный учет потоков энергии и продуктивности биогеоценоза имеет большое практическое значение. Точный расчет потока энергии и продуктивности позволяет регулировать в экосистемах выход выгодной для человека биомассы живых организмов и представлять допустимые пределы ее изъятия.

Энергия и питательные или химические вещества проходят через экосистему. В то время как энергия течет через экосистему и не может быть переработана, питательные вещества циркулируют внутри экосистемы и используются повторно. Как поток энергии, так и химический цикл помогают определить структуру и динамику экосистемы.

Производители и потребители

Продуценты, такие как растения или фитопланктон, используют солнечную энергию для синтеза питательных веществ посредством фотосинтеза и являются источниками всей энергии в экосистеме. Продуценты также нуждаются в питательных или химических веществах, таких как азот, фосфор и железо, чтобы расти. Питательные вещества и сахара доступны для первичных консументов (первого порядка), травоядных животных, которые питаются продуцентами, и вторичных консументов (второго порядка), хищников, которые едят консументов первого порядка.

Поток энергии и круговорот веществ

Энергия, протекающая через экосистему, не может быть переработана повторно. Она доступна живым организмам в виде солнечного света, который необходим для процесса фотосинтеза. Консументы используют сахара, жиры и белки, которые они получают от продуцентов, в качестве источника энергии для роста и поддержания своих клеток. Они теряют часть этой энергии в виде тепла (смотрите схему выше). Питательные вещества перерабатываются путем разложения. Когда продуценты или консументы умирают, грибы и другие деструкторы получают энергию, перерабатывая их остатки, и в процессе возвращая в почву основные питательные вещества, такие как азот, чтобы растения могли использовать их снова.

Доступность энергии и питательных веществ может ограничивать продуктивность экосистемы. В открытом океане, например, много света на поверхности, но мало на глубине. Более того, таких питательных веществ, как азот и железо, также мало, поэтому производительность ограничена. В тех регионах океана, где апвеллинг выносит питательные вещества на поверхность, как, например, у побережья Чили в годы, не связанные с Эль-Ниньо, продуктивность экосистемы возрастает.

Первоначальным источником энергии является Солнце. Все зеленые растения используют лучистую энергию Солнца для жизнедеятельности и создания органического вещества. Созданное органическое вещество и заключенная в нем энергия могут перемещаться по цепям питания. Вещества, которые перемещаются в экологической системе, могут использоваться несколько раз в круговороте веществ, а энергия может быть использована только один раз. Односторонний приток энергии от Солнца к Земле — это универсальное явление природы. К тому же энергия может переходить из одной формы в другую. Например, энергия солнечного света переходит в потенциальную энергию пищи, при этом энергия не создается вновь и не исчезает. В любых превращениях энергия частично теряется, превращается в недоступную тепловую энергию.

Жизнь всех экосистем зависит от постоянного притока и перемещения энергии. Механизм передачи энергии от одного организма к другому в любом сообществе называется пищевой связью, а канал для переноса энергии — пищевой цепью. Пищевая цепь состоит из трофических уровней. По мере перехода с одного уровня на другой количество энергии уменьшается.

Первый трофический уровень любой экологической системы всегда состоит из автотрофных организмов, которые создают органическое вещество. Представителями этого уровня являются все зеленые, способные к фотосинтезу растения.

Второй трофический уровень составляют все травоядные животные, их называют потребителями (консументами) первого порядка.

Следующий трофический уровень составляют плотоядные организмы, такие как хищники.

Совместное существование на одной территории объединяет все живые организмы в сложные пищевые цепочки. Необходимо отметить, что в разных экологических системах существует достаточное разнообразие живых организмов и источников питания.

Например, многообразная растительность смешанных и широколиственных лесов обеспечивает пищей таких млекопитающих, как зайцы, лоси, олени, косули, разные мелкие грызуны.

Первый трофический уровень здесь обеспечивает густая зеленая трава, земляника, бузина, малина, костяника, черника, кора деревьев, грибы и орехи.

В темных сырых местах растет мох, его едят олени. Многие мелкие животные и птицы питаются насекомыми.

Лисица, волк, медведь, рысь, куница, горностай, ласка и многие другие хищники отличаются от травоядных животных. Способом питания плотоядных организмов является охота на более мелких животных. Например, добычей для волка может стать заяц или же косуля. Лисица охотится на грызунов, разоряет их норки. Это уже представители второго и третьего трофического уровня.

Цепи питания животных в лесу с хвойной растительностью имеют свои особенности. В хвойных лесах мало света для развития густого травяного покрова. Здесь преобладают мох, лишайники и небольшие кустарники.

Растительность представлена бузиной, акацией желтой, земляникой, крапивой, чистотелом. Многочисленные травоядные хвойного леса — олени, лоси, зайцы, белки, грызуны. Они, в свою очередь, становятся добычей обитающих по соседству медведей, норок, росомах, рысей, лис, волков. Птицы лесов тоже входят в цепи питания. Среди них так же есть травоядные, которые живут за счет ягод и орехов. Всеядные птицы питаются ягодами, орехами, мелкими грызунами, рыбой, другими более мелкими птицами, насекомыми и червями. Нередко птицы сами становятся добычей хищников.

Все живые организмы в экологических системах связаны между собой энергетическими отношениями, поскольку являются объектами питания других организмов. В экологических системах создаются пищевые цепи из продуцентов, консументов и редуцентов. Кроме того, цепи питания могут соединяться, образовывать сети питания. Почти все виды животных, за исключением очень специализированных в пищевом отношении, используют не один источник пищи, а несколько.

Пищевые цепи в природе бывают двух видов. Если пищевая цепь начинается с фотосинтезирующих растений и заканчивается хищными животными, то такую цепь питания принято называть пастбищной цепью. Второй вид цепи питания начинается с органических веществ мертвых тел растений и животных и заканчивается мелкими животными или бактериями, которые ими питаются. Это цепь разложения.

Организм обычно усваивает пищу не полностью. Неусвоенная пища вновь возвращается во внешнюю среду и может быть использована редуцентами в других цепях питания.

Основная часть энергии, которая заключена в пище, используется для обеспечения процессов жизнедеятельности организма. Часть полученной организмом энергии тратится на образование новых клеток, тканей или на запасание питательных веществ. Энергия теряется в виде тепла в процессе дыхания, и на следующий уровень поступает не вся энергия предыдущего уровня. Поэтому число трофических уровней чаще всего бывает небольшим. Большая часть энергии в цепи питания при переходе с одного уровня на другой теряется. К следующему звену поступает только та энергия, которая заключена в массе предыдущего звена. Снижение энергии в ряду трофических уровней показано в структуре экологических пирамид.

Экологическая пирамида — это графическое изображение соотношения различных трофических уровней пищевой цепи.

Каждая ступенька такой пирамиды отражает количество энергии, которое переходит с одного трофического уровня на другой.

В 1942 г. американский эколог Раймонд Линдеман сформулировал закон пирамиды энергии, согласно которому с одного трофического уровня на другой через пищевые цепи переходит в среднем около 10 % энергии, поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды. В результате организмы теряют в каждом звене пищевой цепи около 90 % всей энергии. Следовательно, для получения 1 кг окуней должно быть израсходовано приблизительно 10 кг рыбьей молоди, 100 кг зоопланктона и 1000 кг фитопланктона.

С потоком энергии в экосистеме тесно связана биомасса, которая накапливается в виде органических соединений. Количественно ее выражают в энергетических единицах калориях или джоулях.

В видеоуроке пойдёт речь о том, что в биоценозах постоянно происходит взаимодействие организмов-продуцентов, консументов и редуцентов, результатом которого является передвижение вещества и энергии по пищевым цепям и сетям. Основные понятия урока: цепь питания; пищевая пирамида; энергетическая пирамида; экологическая группа; пищевые, или трофические, связи; топические, фабрические и форические связи.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Цепи питания. Поток энергии. Взаимосвязь компонентов биоценоза"

Биоценоз — это устойчивая группа взаимосвязанных растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые приспособлены к совместному обитанию на относительно однородном участке пространства.

Основными связями между организмами биоценоза являются пищевые взаимоотношения, которые образуют цепи питания. Цепь питания — это последовательность поедания одних организмов другими. Примером цепи питания в наземном биоценозе может служить такая последовательность: лиственное дерево — гусеница — синица — ястреб. Лиственным деревом питается гусеница, её может съесть синица, а синицу может съесть ястреб — хищная птица. В этой цепи четыре звена, или уровня. В водном биоценозе цепь питания могут образовывать водоросли — ракообразные — мелкие рыбы — крупные хищные рыбы. Обычно цепи питания состоят из 4—6 уровней, и позже мы узнаем почему.

По цепям питания от одного организма к другому идёт передача вещества и энергии. Извлечённая при переработке пищи часть энергии расходуется в организме на его дыхание, передвижение, размножение, рост и развитие.

Цепи питания не изолированы друг от друга, они перекрываются, многократно разветвляются, благодаря чему образуются пищевые сети. Почти всегда разные виды питаются несколькими разными объектами и сами служат пищей нескольким животным.

Вы уже знаете, что все организмы по способу питания разделяются на две группы — автотрофы и гетеротрофы. Автотрофные организмы — это производители (или продуценты). Они поглощают энергию Солнца и создают из простых неорганических веществ (углекислого газа и воды) сложные органические соединения, богатые энергией.

Далее органические вещества используются гетеротрофными организмами —консументами различных порядков.

Редуценты (или разрушители) разрушают органические остатки автотрофных и гетеротрофных организмов на простые биологические соединения.

Таким образом, пищевые и энергетические связи идут в направлении: продуценты — консументы — редуценты. Высвобожденные неорганические вещества снова потребляются автотрофными организмами.

Получается, что благодаря сложным пищевым связям между организмами осуществляется биологический круговорот веществ. Он является основой длительного и устойчивого существования биоценоза, а, следовательно, и условием продолжения жизни на нашей планете.

Рассмотрим ещё пример цепи питания. Заяц питается зелёными частями растений, охотно поедая клевер. И из растений-продуцентов получает накопленную в них энергию.

Заяц — консумент 1-го порядка (или первичный консумент). Часть полученной энергии расходуется зайцем на свою жизнедеятельность: передвижение, рост, периодические линьки. Остальная часть переходит в организм съевшей его лисы. Лиса — вторичный консумент. Если лиса станет жертвой крупной хищной птицы, то её накопленная энергия послужит источником энергии для третичного консумента. Мёртвое тело хищной птицы исчезнет от действия микроорганизмов-редуцентов, которые заканчивают цепь питания.

В цепях питания действует важная закономерность. Только 10 % энергии переходит с одного уровня на другой. Можно подсчитать, что энергия, которая доходит до пятого уровня, составляет всего 0,01 % энергии, поглощённой продуцентами. Большая часть энергии, содержащейся в пище, расходуется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь при этом в тепло и рассеиваясь. Из-за таких больших потерь энергии пищевые цепи не могут быть очень длинными.

Английский эколог Чарлз Элтон предложил способ определения соотношения между разными трофическими уровнями. Этот способ заключается в последовательном расположении трофических уровней в виде пирамиды. Такую пирамиду называют экологической. Существует несколько способов построения экологической пирамиды: по численности, по биомассе и по энергии потреблённой пищи. Рассмотрим подробнее данные типы пирамид.

Пирамида численности отражает численное соотношение между организмами разных трофических уровней. Всегда количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, и масса каждого из последующих звеньев пищевой цепи также уменьшается. Эту очень важную закономерность называют правилом экологической пирамиды.

Пирамида биомассы показывает количество живого вещества на каждом уровне. Биомасса выражается в граммах, килограммах или тоннах сырого вещества на единицу пространства — м 2 , км 2 . Биомасса продуцентов больше, чем биомасса последующих элементов цепи.

Энергетические пирамиды показывают передачу энергии, заключенной в биомассе организмов, от одного звена цепи питания к другому. Первый уровень продуцентов всегда самый большой. Его энергии равна 100 %, и, как вы уже знаете, на каждый следующий уровень переходит только 10 % полученной энергии. Получается, что самый высокий уровень имеет наименьшую величину энергии.

Между всеми живыми организмами в биоценозе постоянно происходят тесные взаимоотношения. Они очень разнообразны, например: добывание пищи, сохранение жизни, размножение, завоевание нового жизненного пространства.

Все связи, существующие в биоценозе, делят на четыре группы: трофические, топические, фабрические и форические.

В основу трофических связей положена потребность всех живых организмов в еде. Пищевые связи животных проявляются прямо и косвенно.

Прямые связи прослеживаются в процессе поедания животным своей пищи. Примеры прямых трофических связей: паук, жертвой которого стала муха; заяц, питающийся весенней травой; пчела, собирающая нектар с цветков растений; аист, словивший рыбу.

Разнообразны и косвенные трофические связи, возникающие на основе деятельности одного вида, способствующего появлению доступа к пище другому виду. Гусеницы бабочек-монашенок поедают хвою сосен, ослабляют их защитные свойства и обеспечивают короедам заселение деревьев. Ещё пример: при употреблении в пищу лягушки, щука и аист вступают в косвенные связи.

Топические связи (или связи по месту обитания) возникают, когда один вид создаёт условия для существования другого вида. Например, деревья используются птицами для гнездования или для поселения на их стволах мхов и лишайников.

Многочисленны в биоценозах фабрические связи животных, когда один вид использует другой в качестве строительного материала для своих гнёзд и убежищ. Муравьи строят своё гнездо из кусочков листьев, хвои, веточек и земли; птицы используют для постройки гнёзд ветви деревьев, траву, песчинки, шерсть млекопитающих и перья других видов птиц. Разные виды птиц строят гнёзда по-своему. Береговые ласточки, зимородки — роют в обрывах с мягким грунтом норы с гнездовой камерой в конце хода. Одни из наиболее искусно сплетённых гнёзд сооружают многие ткачиковые. Обыкновенный общественный ткач создает групповые гнёзда, когда под единой крышей находится от 200 до 400 индивидуальных гнездовых камер. Другой вид ткачиковых строит гнездо из травы, пальмовых листьев и камыша, подвешивая дом на тонких ветвях алоэ или акации. А потом приплетает внизу длинную трубку, чтобы к кладке не добрались змеи.

Рак-отшельник в течение жизни по мере роста многократно меняет маленькие раковины моллюсков на более крупные, служащие ему для защиты мягкого брюшка.

Существуют связи, когда организм одного вида способствует распространению другого вида. Это форические связи. Животные переносят растительные семена, споры и пыльцу; млекопитающие участвуют в переносе клещей, блох и других паразитов. Перевозки человеком фруктов и овощей способствуют расселению их вредителей. Путешествия на кораблях и поездах помогают расселиться грызунам, двукрылым и другим животным.

Таким образом, в биоценозах постоянно происходит взаимодействие организмов-продуцентов, консументов и редуцентов, результатом которого является передвижение вещества и энергии по пищевым цепям и сетям. На каждый последующий трофический уровень переходит только 10 % полученной энергии.

Между организмами в биоценозе всегда происходят взаимодействия. Выделяют трофические, топические, фабрические и форические связи.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Поток энергии и цепи питания

Поток энергии. Для осуществления любых жизненных процессов необходима энергия.

Единственным источником энергии для зеленых растений является Солнце.

В экосистемах, где солнечная энергия недоступна (например, дно океана), источником энергии для организмов служит окисление неорганических веществ. Существуют бактерии (хемоафтотрофы)

Солнечная энергия, падающая на фотосинтезирующие органы растений, аккумулируется во вновь образующихся органических соединениях. Эта энергия используется продуцентами по-разному. Часть ее тратится на дыхание, т. е. на биологическое окисление , часть запасается в виде вновь возникшей биомассы.

Биомасса — это масса организмов определенной группы или сообщества в целом.

Некоторую долю созданной продуцентами биомассы съедают травоядные животные.

Хищники потребляют травоядных животных и получают долю энергии.

Часть энергии, полученной консументами с пищей, тратится на процессы, происходящие в клетках, а также выводится с продуктами жизнедеятельности в окружающую среду. Другая часть энергии идет на увеличение массы тела, рост и размножение и рассеивается в виде тепла.

Растительный опад, трупы и экскременты животных служат источником питательных веществ для редуцентов.

Определенное количество энергии запасается в биомассе редуцентов, а часть рассеивается. Редуценты отмирают, и их клетки также разлагаются. Из продуктов разложения состоят органические вещества почвы.

ВЫВОД: Энергия аккумулируется на уровне продуцентов, проходит через консументы и редуценты, входит в состав органических веществ почвы и рассеивается при разрушении ее разнообразных соединений. Разобранный пример относится к наземным экосистемам.

Подобным же образом происходят процессы и в водных экосистемах. Через любую экосистему проходит поток энергии, определенная часть которой используется каждым живым существом.

Цепи питания. Перенос энергии от ее источника (растений) через ряд организмов называют пищевой цепью.

Все живые организмы связаны между собой энергетическими отношениями, поскольку являются объектами питания других организмов.

Другой тип начинается от растительных и животных остатков, экскрементов животных и идет к мелким животным и микроорганизмам, которые ими питаются. В результате деятельности микроорганизмов образуется полуразложившаяся масса — детрит. Такую цепь называют цепью разложения (детритной).

В открытых районах океана: фитопланктон - зоопланктон (инфузории, рачки) - кальмары и рыбы, питающиеся мелкими рачками (макрель) - хищные рыбы (тунец) - крупные акулы и дельфины

В редких случаях, например в зонах подъема к поверхности глубинных вод (зоны апвеллинга), пищевая цепь сокращается до трех основных звеньев: фитопланктон - мелкие рыбы (анчоус) - хищные рыбы.

В водах Антарктики и некоторых других районах Мирового океана конечным звеном наравне с млекопитающими выступают хищные птицы. Алан Маркс. Арктика

В районах открытого океана основная часть фитопланктона проходит через цепь выедания. На шельфе (до глубины в среднем 200 м), наоборот, большая часть биомассы, накопленной фитопланктоном, оседает на дно, где включается в детритную пищевую цепь.

Трофические уровни Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень – это всегда продуценты, создатели органической массы; растительноядные консументы относятся ко второму трофическому уровню; плотоядные, живущие за счет растительноядных форм, – к третьему; потребляющие других плотоядных – соответственно к четвертому и т. д. Таким образом, различают консументов первого, второго и третьего порядков, занимающих разные уровни в цепях питания.

Трофические уровни 1 трофический уровень 2 трофический уровень 3 трофический уровень 4 трофический уровень

Однако в реальных условиях в экосистемах различные цепи питания перекрещиваются между собой, образуя разветвленные сети. Почти все животные, за исключением редких специализированных видов, используют разнообразные источники пищи. Поэтому при выпадении одного звена в цепи не происходит нарушения в системе. Чем больше видовое разнообразие и богаче пищевые сети, тем устойчивее биоценоз. Пищевые сети

Вывод: передача энергии с одного пищевого уровня на другой происходит с очень малым КПД. Это объясняет уменьшение числа и массы организмов на каждом последующем уровне и ограниченность количества звеньев в пищевой цепи.

В большинстве наземных экосистем действует правило пирамиды биомасс, т. е. суммарная масса растений оказывается больше, чем биомасса всех фитофагов и травоядных, а масса тех, в свою очередь, превышает массу всех хищников Для океана правило пирамиды биомасс недействительно (пирамида имеет перевернутый вид). На высших трофических уровнях преобладает тенденция к накоплению биомассы, так как длительность жизни крупных хищников велика, скорость оборота их генераций, наоборот, мала и в их телах задерживается значительная часть вещества, поступающего по цепям питания.

Вывод: Таким образом, рассмотрев поток энергии в биогеоценозах и цепи питания, мы увидели, что в сообществе живых организмов от звена к звену циркулируют основные питательные элементы и энергия. Автотрофы, аккумулируя солнечную энергию, потребляя углекислый газ и элементы минерального питания, создают органические вещества, которые служат пищей гетеротрофам. Гетеротрофы, разрушая органические вещества, обеспечивают себя энергией и освобождают элементы питания для автотрофов. В циркуляцию веществ и энергии включены не только живые организмы, но и среда их обитания.

Вопросы для закрепления: Откуда организмы получают энергию и как они ее расходуют? Как связаны в потоке энергии продуценты и консументы? Что является источником энергии для редуцентов? В чем разница между продуцентами суши и океана?

Укажите, какие цепи относятся к пастбищным, а какие к детритным. Обоснуйте свой ответ. Сосна → тля → божья коровка → паук-крестовик → кукушка → ястреб Листовая подстилка → Дождевой червь → Черный дрозд → Ястреб-перепелятник Мертвое животное → Личинки падальных мух → Травяная лягушка → Обыкновенный уж Фитопланктон → зоопланктон → планктоядные рыбы → хищные рыбы → морские птицы, ластоногие, китообразные Гумус и детрит → Личинки ручейников → Хищные водные жуки → Рыбы Одноклеточные водоросли → Ресничные инфузории → Коловратки → Хищные водные жуки → Рыбы

Составьте 2 цепи питания.

1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3.5 кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков -> мышь -> полевка -> хорек -> филин. 2. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> лягушки-> змеи-> орел.

Читайте также: