5 zwierzęcych łańcuchów pokarmowych. Rola stref naturalnych w obiegu substancji. Przykłady łańcuchów pokarmowych w społeczności leśnej
Przeczytaj także
Łańcuch pokarmowy to złożona struktura ogniw, w której każdy z nich jest połączony z sąsiednim lub innym ogniwem. Te elementy łańcucha są różne grupy organizmy flory i fauny.
W naturze łańcuch pokarmowy jest sposobem przemieszczania materii i energii w środowisku. Wszystko to jest niezbędne do rozwoju i „budowy” ekosystemów. Poziomy troficzne to społeczność organizmów, która znajduje się na pewnym poziomie.
Cykl biotyczny
Łańcuch pokarmowy to cykl biotyczny, który łączy żywe organizmy i składniki przyrody nieożywionej. Zjawisko to nazywane jest również biogeocenozą i obejmuje trzy grupy: 1. Producenci. Grupa składa się z organizmów, które poprzez fotosyntezę i chemosyntezę produkują substancje pokarmowe dla innych stworzeń. Produktami tych procesów są pierwotne substancje organiczne. Tradycyjnie producenci są pierwsi w łańcuch pokarmowy. 2. Konsumenci. Łańcuch żywnościowy stawia tę grupę ponad producentami, ponieważ oni je konsumują składniki odżywcze produkowane przez producentów. Ta grupa obejmuje różne organizmy heterotroficzne, na przykład zwierzęta żywiące się roślinami. Istnieje kilka podgatunków konsumentów: pierwotny i wtórny. Roślinożercy mogą być zaklasyfikowani jako konsumenci pierwotni, a mięsożercy, którzy zjadają opisane wcześniej roślinożerne, mogą być zaklasyfikowani jako konsumenci wtórni. 3. Reduktory. Obejmuje to organizmy, które niszczą wszystkie poprzednie poziomy. dobry przykład może tak być w przypadku, gdy bezkręgowce i bakterie rozkładają szczątki roślin lub martwe organizmy. W ten sposób łańcuch pokarmowy jest zakończony, ale cykl substancji w przyrodzie trwa, ponieważ w wyniku tych przemian powstają minerały i inne minerały. użyteczny materiał. W przyszłości uformowane komponenty są wykorzystywane przez producentów do tworzenia pierwotnej materii organicznej. Łańcuch pokarmowy jest złożoną strukturą, więc wtórni konsumenci mogą łatwo stać się pokarmem dla innych drapieżników, które są klasyfikowane jako trzeciorzędni konsumenci.
Klasyfikacja
w ten sposób jest bezpośrednio zaangażowany w cykl substancji w przyrodzie. Istnieją dwa rodzaje łańcuchów: detrytyczny i pastwiskowy. Jak widać z nazw, pierwsza grupa najczęściej występuje na terenach leśnych, a druga - na otwarte przestrzenie: pole, łąka, pastwisko.Taki łańcuch ma bardziej złożoną strukturę połączeń, możliwe jest nawet pojawienie się tam drapieżników czwartego rzędu.
piramidy
jeden lub więcej, istniejących w określonym środowisku, tworzy ścieżki i kierunki ruchu substancji i energii. Wszystko to, czyli organizmy i ich siedliska, tworzą system funkcjonalny, który nazywa się ekosystemem (systemem ekologicznym). Połączenia troficzne rzadko są proste, zwykle wyglądają jak złożona i skomplikowana sieć, w której każdy element jest połączony z innymi. Przeplatanie łańcuchów pokarmowych tworzy sieci pokarmowe, które są wykorzystywane głównie do budowania i obliczania piramid ekologicznych. U podstawy każdej piramidy znajduje się poziom producentów, na szczycie którego regulowane są wszystkie kolejne poziomy. Wyróżnij piramidę liczb, energii i biomasy.Struktura łańcucha pokarmowego
Łańcuch pokarmowy jest połączony struktura liniowa od spinki do mankietów, z których każdy połączony jest z sąsiednimi ogniwami relacją „żywność – konsument”. Grupy organizmów, na przykład określone gatunki biologiczne, działają jako ogniwa w łańcuchu. Połączenie między dwoma ogniwami powstaje, gdy jedna grupa organizmów działa jako pokarm dla innej grupy. Pierwsze ogniwo w łańcuchu nie ma prekursora, to znaczy organizmy z tej grupy nie wykorzystują innych organizmów jako pokarmu, będąc producentami. Najczęściej w tym miejscu znajdują się rośliny, grzyby, glony. Organizmy ostatniego ogniwa łańcucha nie stanowią pokarmu dla innych organizmów.
Każdy organizm ma pewną rezerwę energii, to znaczy możemy powiedzieć, że każde ogniwo w łańcuchu ma swoją własną energię potencjalną. W procesie jedzenia energia potencjalna pożywienia przechodzi na jego konsumenta. Podczas przenoszenia energia potencjalna od łącza do łącza do 80-90% jest tracone w postaci ciepła. Fakt ten ogranicza długość łańcucha pokarmowego, który w przyrodzie zwykle nie przekracza 4-5 ogniw. Im dłuższy łańcuch troficzny, tym mniejsza produkcja jego ostatniego ogniwa w stosunku do produkcji początkowego.
sieć żywności
Zwykle dla każdego ogniwa w łańcuchu można określić nie jedno, ale kilka innych ogniw powiązanych z nim relacją „żywność - konsument”. Tak więc trawę zjadają nie tylko krowy, ale także inne zwierzęta, a krowy są pokarmem nie tylko dla ludzi. Ustanowienie takich powiązań zmienia łańcuch pokarmowy w bardziej złożoną strukturę - sieć żywności.
Poziom troficzny
Poziom troficzny to zbiór organizmów, które w zależności od sposobu odżywiania i rodzaju pożywienia tworzą pewne ogniwo w łańcuchu pokarmowym.
W niektórych przypadkach w sieci pokarmowej możliwe jest grupowanie pojedynczych linków w poziomy w taki sposób, że linki jednego poziomu działają dla następnego poziomu tylko jako pożywienie. To zgrupowanie nazywa się poziomem troficznym.
Rodzaje łańcuchów pokarmowych
Istnieją 2 główne typy łańcuchów troficznych - pastwisko oraz detritus.
W łańcuchu troficznym pastwiska (łańcuch wypasu) podstawą są organizmy autotroficzne, następnie zwierzęta roślinożerne (na przykład zooplankton żywiący się fitoplanktonem), które je konsumują (konsumenci), następnie drapieżniki pierwszego rzędu (na przykład ryby, które jedzą zooplankton), drapieżniki drugiego rzędu (na przykład szczupaki żerujące na innych rybach). Łańcuchy pokarmowe są szczególnie długie w oceanie, gdzie wiele gatunków (na przykład tuńczyk) zajmuje miejsce konsumentów czwartego rzędu.
W detrytycznych łańcuchach troficznych (łańcuchach rozkładu), najczęściej występujących w lasach, większość produkcji roślinnej nie jest bezpośrednio zużywana przez zwierzęta roślinożerne, ale ginie, a następnie jest rozkładana przez organizmy saprotroficzne i mineralizowana. Tak więc detrytyczne łańcuchy troficzne zaczynają się od detrytusu (szczątków organicznych), trafiają do żywiących się nim mikroorganizmów, a następnie do karmników i ich konsumentów - drapieżników. W ekosystemach wodnych (zwłaszcza w eutroficznych zbiornikach wodnych i na dużych głębokościach oceanów) część produkcji roślinnej i zwierzęcej również wchodzi w szkodliwe łańcuchy pokarmowe.
Ziemskie destrukcyjne łańcuchy pokarmowe są bardziej energochłonne, ponieważ powstaje większość materii organicznej organizmy autotroficzne, pozostaje nieodebrane i obumiera, tworząc szczątki. W skali globalnej udział łańcuchów wypasu stanowi około 10% energii i substancji gromadzonych przez autotrofy, podczas gdy 90% jest włączane do cyklu poprzez łańcuchy rozkładu.
Zobacz też
Literatura
- Łańcuch troficzny / Biologiczny słownik encyklopedyczny / rozdziały. wyd. M. S. GILYAROV - M .: Encyklopedia radziecka, 1986. - S. 648-649.
Fundacja Wikimedia. 2010 .
Zobacz, co „Łańcuch żywnościowy” znajduje się w innych słownikach:
- (łańcuch pokarmowy, łańcuch troficzny), związek między organizmami, w którym grupy osobników (bakterie, grzyby, rośliny, zwierzęta) są ze sobą powiązane relacjami: konsument żywności. Łańcuch pokarmowy zawiera zwykle od 2 do 5 ogniw: zdjęcie i ... ... Współczesna encyklopedia
- (łańcuch troficzny łańcucha pokarmowego), szereg organizmów (roślin, zwierząt, mikroorganizmów), w których każde poprzednie ogniwo służy jako pożywienie dla następnego. Połączeni ze sobą relacjami: konsument żywności. Łańcuch pokarmowy zwykle obejmuje od 2 do 5 ... ... Duży słownik encyklopedyczny
ŁAŃCUCH ŻYWNOŚCI, system przekazywania energii z organizmu do organizmu, w którym każdy poprzedni organizm jest eksterminowany przez następny. W najprostsza forma transfer energii zaczyna się od roślin (PRODUCENCI GŁÓWNI). Kolejnym ogniwem w łańcuchu jest... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny
Zobacz łańcuch troficzny. Ekologiczny słownik encyklopedyczny. Kiszyniów: główne wydanie mołdawskiej encyklopedii sowieckiej. I.I. Dziadek. 1989... Słownik ekologiczny
łańcuch pokarmowy- - PL łańcuch pokarmowy Sekwencja organizmów na kolejnych poziomach troficznych w obrębie społeczności, za pośrednictwem której energia jest przekazywana poprzez karmienie; energia wchodzi do łańcucha pokarmowego podczas utrwalania… Podręcznik tłumacza technicznego
- (łańcuch pokarmowy, łańcuch troficzny), szereg organizmów (roślin, zwierząt, mikroorganizmów), w których każde poprzednie ogniwo służy jako pokarm dla następnego. Połączeni ze sobą relacjami: konsument żywności. Łańcuch pokarmowy zwykle obejmuje od 2 do ... ... słownik encyklopedyczny
łańcuch pokarmowy- mitybos grandinė statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų mitybos ryšiai, dėl kurių pirminė augalų energija maisto pavidalu perduodama vartotojams ir skaidytoja Vienam organizmui pasimaitinus kitu … Ekologijos terminų aiskinamasis žodynas
- (łańcuch pokarmowy, łańcuch troficzny), szereg organizmów (rni, zhny, mikroorganizmy), w których każde poprzednie ogniwo służy jako pożywienie dla następnego. Połączeni ze sobą relacjami: konsument żywności. P.c. zwykle zawiera od 2 do 5 linków: zdjęcie i ... ... Naturalna nauka. słownik encyklopedyczny
- (łańcuch troficzny, łańcuch pokarmowy), związek organizmów poprzez stosunek konsumenta żywności (niektórzy służą jako pożywienie dla innych). Jednocześnie następuje przemiana materii i energii od wytwórców (producentów pierwotnych) przez konsumentów…… Biologiczny słownik encyklopedyczny
Zobacz Obwód zasilania... Duży słownik medyczny
Książki
- Dylemat wszystkożernego. Szokujące badanie współczesnej diety człowieka autorstwa Michaela Pollana. Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak jedzenie trafia na nasz stół? Kupiłeś artykuły spożywcze w supermarkecie lub na targu? A może sam wyhodowałeś pomidory lub przyniosłeś gęś z ...
Wstecz do przodu
Uwaga! Podgląd slajdu służy wyłącznie do celów informacyjnych i może nie przedstawiać pełnego zakresu prezentacji. Jeśli jesteś zainteresowany ta praca pobierz pełną wersję.
Cel lekcji: Formowanie wiedzy o elementach składowych wspólnoty biologicznej, cechach troficznej struktury wspólnoty, relacjach pokarmowych, które odzwierciedlają drogę obiegu substancji, formułowanie koncepcji łańcucha pokarmowego, sieci pokarmowej.
Podczas zajęć
1. Moment organizacyjny.
2. Sprawdzenie i aktualizacja wiedzy na temat „Skład i struktura społeczności”.
Na tablicy: Nasz świat to nie przypadek, nie chaos – we wszystkim jest system.
Pytanie. Do jakiego systemu w przyrodzie odnosi się to stwierdzenie?
Praca z terminami.
Ćwiczenie. Wstaw brakujące słowa.
Wspólnota organizmów różne rodzajeściśle ze sobą powiązane nazywane są …………. . W jej skład wchodzą: rośliny, zwierzęta, …………. , …………. . Całość żywych organizmów i składników przyroda nieożywiona, zjednoczony wymianą materii i energii na jednorodnym obszarze powierzchni ziemi, nazywa się …………… .. lub …………….
Ćwiczenie. Wybierz cztery komponenty ekosystemu: bakterie, zwierzęta, konsumenci, grzyby, składnik abiotyczny, klimat, rozkładniki, rośliny, producenci, woda.
Pytanie. W jaki sposób żywe organizmy w ekosystemie są ze sobą powiązane?
3. Nauka nowego materiału. Wyjaśnienie za pomocą prezentacji.
4. Konsolidacja nowego materiału.
Zadanie numer 1. Slajd numer 20.
Zidentyfikuj i podpisz: producentów, konsumentów i rozkładających się. Porównaj łańcuchy pokarmowe i ustal podobieństwa między nimi. (na początku każdego łańcucha pokarm roślinny, potem roślinożerca, a na końcu drapieżne zwierzę). Nazwij sposób żywienia roślin i zwierząt. (rośliny są autotrofami, to znaczy same wytwarzają materię organiczną, zwierzęta - heterotrofy - konsumują gotową materię organiczną).
Wniosek: łańcuch pokarmowy to szereg organizmów, które żywią się sobą nawzajem w kolejności. Łańcuchy pokarmowe zaczynają się od autotrofów - zielonych roślin.
Zadanie numer 2. Porównaj dwa łańcuchy pokarmowe, zidentyfikuj podobieństwa i różnice.
- Koniczyna - królik - wilk
- Ściółka roślinna - dżdżownica - kos - jastrząb - krogulec (Pierwszy łańcuch pokarmowy zaczyna się od producentów - żywe rośliny, drugi z resztek roślinnych - martwa materia organiczna).
W przyrodzie istnieją dwa główne typy łańcuchów pokarmowych: pastwisko (łańcuchy wypasu), które zaczynają się od producentów, detrytyczne (łańcuchy rozkładu), które zaczynają się od szczątków roślinnych i zwierzęcych, odchody zwierzęce.
Wniosek: Dlatego pierwszym łańcuchem pokarmowym jest pastwisko, ponieważ. zaczyna się od producentów, drugi - zgubny, bo. zaczyna się od martwych substancji organicznych.
Wszystkie składniki łańcuchów pokarmowych są rozmieszczone na poziomach troficznych. Poziom troficzny jest ogniwem w łańcuchu pokarmowym.
Zadanie numer 3. Stwórz łańcuch pokarmowy, w tym wymienione organizmy: gąsienica, kukułka, drzewo z liśćmi, myszołów, bakterie glebowe. Określ producentów, konsumentów, rozkładających się. (drzewo z liśćmi - gąsienica - kukułka - myszołów - bakterie glebowe). Określ, ile poziomów troficznych zawiera ten łańcuch pokarmowy (łańcuch ten składa się z pięciu ogniw, a więc pięciu - poziomów troficznych). Określ, które organizmy znajdują się na każdym poziomie troficznym. Wyciągnij wniosek.
- Pierwszy poziom troficzny to rośliny zielone (producenci),
- Drugi poziom troficzny - zwierzęta roślinożerne (konsumenci I rzędu)
- Trzeci poziom troficzny - małe drapieżniki (konsumenci II rzędu)
- Czwarty poziom troficzny - duże drapieżniki (konsumenci III rzędu)
- Piąty poziom troficzny - organizmy zużywające martwą materię organiczną - bakterie glebowe, grzyby (rozkładniki)
W naturze każdy organizm wykorzystuje nie jedno źródło pożywienia, ale kilka, a następnie w biogeocenozach łańcuchy pokarmowe przeplatają się i tworzą sieć żywności. Dla każdej społeczności możliwe jest sporządzenie diagramu wszystkich połączeń pokarmowych organizmów, a diagram ten będzie wyglądał jak sieć (rozważymy przykład sieci pokarmowej na ryc. 62 w podręczniku biologii autorstwa A.A. Kamensky'ego i inni.)
5. Rozwój nabytej wiedzy.
Praktyczna praca w grupach.
Zadanie numer 1. Rozwiązywanie sytuacji środowiskowych
1. W jednym z rezerwatów kanadyjskich wszystkie wilki zostały zniszczone w celu powiększenia stada jeleni. Czy to osiągnęło cel? Wyjaśnij odpowiedź.
2. Zające mieszkają na pewnym obszarze. Spośród nich małe zające - 100 sztuk o wadze - 2 kg, a ich rodzice 20 sztuk - o wadze 5 kg. Masa 1 lisa to 10 kg. Znajdź liczbę lisów w tym lesie. Ile roślin musi wyrosnąć w lesie, żeby zające wyrosły.
3. W stawie z bogatą roślinnością przebywa 2000 szczurów wodnych, każdy szczur zjada 80 g roślin dziennie. Ile bobrów może wyżywić ten staw, jeśli bóbr spożywa dziennie średnio 200 g pokarmu roślinnego.
4. Przedstaw pomieszane fakty w logiczny sposób. poprawna sekwencja(w postaci liczb).
1. Okoń nilowy zaczął jeść dużo ryb roślinożernych.
2. Po znacznym rozmnożeniu rośliny zaczęły gnić, zatruwając wodę.
3. Palenie okonia nilowego wymagało dużej ilości drewna opałowego.
4. W 1960 r. koloniści brytyjscy wypuścili do wód Jeziora Wiktorii okonia nilowego, który szybko się rozmnażał i rósł, osiągając wagę 40 kg i długość 1,5 m.
5. Intensywnie wycinano lasy na brzegach jeziora – w związku z tym rozpoczęła się erozja wodna gleby.
6. W jeziorze pojawiły się martwe strefy z zatrutą wodą.
7. Zmniejszyła się liczebność ryb roślinożernych, a jezioro zarosło roślinnością wodną.
8. Erozja gleby zmniejszyła żyzność pól.
9. Mizerne gleby nie przyniosły plonów, a chłopi zbankrutowali .
6. Samodzielna ocena nabytej wiedzy w formie testu.
1. Producenci materii organicznej w ekosystemie
A) producenci
B) konsumenci
B) rozkładający się
D) drapieżniki
2. Do jakiej grupy należą mikroorganizmy żyjące w glebie?
A) producenci
B) konsumenci pierwszego rzędu
C) konsumenci drugiego rzędu
D) rozkładający się
3. Nazwij zwierzę, które powinno znaleźć się w łańcuchu pokarmowym: trawa -> ... -> wilk
B) jastrząb
4. Określ prawidłowy łańcuch pokarmowy
A) jeż -> roślina -> konik polny -> żaba
B) konik polny -> roślina -> jeż -> żaba
C) roślina -> konik polny -> żaba -> jeż
D) jeż -> żaba -> konik polny -> roślina
5. W ekosystemie lasu iglastego konsumenci drugiego rzędu to
A) świerk pospolity
B) myszy leśne
B) kleszcze tajgi
D) bakterie glebowe
6. Rośliny produkują materia organiczna z nieorganicznych, dlatego odgrywają rolę w łańcuchach pokarmowych
A) końcowy link
B) link początkowy
B) organizmy konsumpcyjne
D) organizmy niszczące
7. Bakterie i grzyby w obiegu substancji pełnią rolę:
A) producenci substancji organicznych
B) konsumenci substancji organicznych
B) niszczyciele materii organicznej
D) niszczyciele substancji nieorganicznych
8. Określ prawidłowy łańcuch pokarmowy
A) jastrząb -> sikorki -> larwy owadów -> sosna
B) sosna -> sikorki -> larwy owadów -> jastrząb
C) sosna -> larwy owadów -> sikorki -> jastrząb
D) larwy owadów -> sosna -> sikorki -> jastrząb
9. Określ, które zwierzę powinno znaleźć się w łańcuchu pokarmowym: zboża -> ? -> ginące -> latawiec
A) żaba
D) skowronek
10. Określ prawidłowy łańcuch pokarmowy
A) mewa -> okoń -> narybek -> glony
B) glony -> mewa -> okoń -> narybek
C) smażenie ryb -> glony -> okonie -> mewa
D) glony -> narybek -> okoń -> mewa
11. Kontynuuj łańcuch pokarmowy: pszenica -> mysz -> ...
B) suseł
B) lis
D) tryton
7. Ogólne wnioski z lekcji.
Odpowiedz na pytania:
- Jak organizmy są połączone w biogeocenozie ( więzi z jedzeniem)
- Czym jest łańcuch pokarmowy (seria organizmów, które żywią się sobą kolejno)
- Jakie typy łańcuchów pokarmowych są rozróżniane (łańcuchy pastwiskowe i detrytyczne)
- Jak nazywa się ogniwo w łańcuchu pokarmowym (poziom troficzny)
- Co to jest sieć pokarmowa (przeplatające się łańcuchy pokarmowe)
Pytanie 28. Łańcuch pokarmowy. Rodzaje łańcuchów pokarmowych.
ŁAŃCUCH POKARMOWY(łańcuch troficzny, łańcuch pokarmowy), związek organizmów poprzez relację żywność – konsument (niektórzy służą jako pożywienie dla innych). W tym przypadku transformacja materii i energii z producenci(producenci pierwotni) poprzez konsumenci(konsumenci) do rozkładający się(przetworniki martwych substancji organicznych na substancje nieorganiczne przyswajalne przez producentów). Istnieją 2 rodzaje łańcuchów pokarmowych - pastwiskowy i detrytyczny. Łańcuch pastwiskowy zaczyna się od zielone rośliny, trafia do wypasu zwierząt roślinożernych (konsumenci I rzędu), a następnie do polujących na te zwierzęta drapieżników (w zależności od miejsca w łańcuchu - konsumenci II rzędu i kolejnych). Łańcuch detrytyczny zaczyna się od detrytusu (produktu rozkładu materii organicznej), trafia do żywiących się nim mikroorganizmów, a następnie do karmników detrytusu (zwierząt i mikroorganizmów biorących udział w procesie rozkładu obumierającej materii organicznej).
Przykładem łańcucha pastwiskowego jest jego wielokanałowy model na afrykańskiej sawannie. Podstawowymi producentami są rośliny zielne i drzewa, konsumentami pierwszego rzędu są owady roślinożerne i roślinożerne (kopytne, słonie, nosorożce itp.), II rzędu to owady drapieżne, III rzędu to gady mięsożerne (węże itp.), IV - ssaki drapieżne i ptaki drapieżne. Z kolei detrytożercy (chrząszcze skarabeusz, hieny, szakale, sępy itp.) na każdym etapie łańcucha pastwiskowego niszczą zwłoki martwych zwierząt oraz resztki pokarmu drapieżników. Liczba osobników wchodzących w skład łańcucha pokarmowego konsekwentnie spada w każdym z jego ogniw (zasada piramidy ekologicznej), czyli liczba ofiar każdorazowo znacznie przewyższa liczbę ich konsumentów. Łańcuchy pokarmowe nie są od siebie odizolowane, ale przeplatają się ze sobą, tworząc sieci pokarmowe.
Pytanie 29. Do czego służą piramidy ekologiczne, nazwij je.
piramida ekologiczna- graficzne obrazy relacji między producentami a konsumentami na wszystkich poziomach (roślinożercy, drapieżniki; gatunki żywiące się innymi drapieżnikami) w ekosystemie.
Amerykański zoolog Charles Elton zaproponował w 1927 roku schematyczne przedstawienie tych zależności.
W schematycznym przedstawieniu każdy poziom jest pokazany jako prostokąt, którego długość lub powierzchnia odpowiada wartościom liczbowym ogniwa łańcucha pokarmowego (piramida Eltona), ich masie lub energii. Prostokąty ułożone w określonej kolejności tworzą piramidy o różnych kształtach.
Podstawą piramidy jest pierwszy poziom troficzny – poziom producentów, kolejne piętra piramidy tworzą kolejne poziomy łańcucha pokarmowego – konsumenci różnych zamówień. Wysokość wszystkich bloków w piramidzie jest taka sama, a długość proporcjonalna do liczby, biomasy lub energii na odpowiednim poziomie.
Piramidy ekologiczne rozróżnia się w zależności od wskaźników, na podstawie których zbudowana jest piramida. Jednocześnie dla wszystkich piramid ustanowiono podstawową zasadę, zgodnie z którą w każdym ekosystemie jest więcej roślin niż zwierząt, roślinożerców niż mięsożerców, owadów niż ptaków.
W oparciu o zasadę piramidy ekologicznej można określić lub obliczyć stosunki ilościowe różnych gatunków roślin i zwierząt w naturalnych i sztucznie stworzonych systemach ekologicznych. Np. 1 kg masy zwierzęcia morskiego (foki, delfina) potrzebuje 10 kg zjedzonych ryb, a te 10 kg już 100 kg ich pożywienia - bezkręgowców wodnych, które z kolei muszą zjeść 1000 kg glony i bakterie do utworzenia takiej masy. W ta sprawa piramida ekologiczna będzie trwała.
Jednak, jak wiadomo, od każdej reguły są wyjątki, które będą brane pod uwagę w każdym typie piramid ekologicznych.
Pierwsze ekologiczne schematy w postaci piramid powstały w latach dwudziestych XX wieku. Charlesa Eltona. Opierały się na obserwacjach terenowych wielu zwierząt różnej klasy wielkości. Elton nie uwzględnił w nich pierwotnych producentów i nie dokonał rozróżnienia między detrytofagami a rozkładającymi się. Zauważył jednak, że drapieżniki są zwykle większe niż ich ofiary, i zdał sobie sprawę, że taki stosunek jest wyjątkowo specyficzny tylko dla niektórych klas wielkości zwierząt. W latach czterdziestych amerykański ekolog Raymond Lindeman zastosował ideę Eltona do poziomów troficznych, abstrahując od konkretnych organizmów, które je tworzą. Jeśli jednak łatwo jest podzielić zwierzęta na klasy wielkościowe, to określenie, do którego poziomu troficznego należą, jest znacznie trudniejsze. W każdym razie można to zrobić tylko w bardzo uproszczony i uogólniony sposób. Stosunki żywieniowe i efektywność transferu energii w biotycznym komponencie ekosystemu są tradycyjnie przedstawiane jako piramidy schodkowe. Daje to wyraźną podstawę do porównywania: 1) różnych ekosystemów; 2) stany sezonowe tego samego ekosystemu; 3) różne fazy zmiany ekosystemu. Istnieją trzy rodzaje piramid: 1) piramidy liczb oparte na liczeniu organizmów na każdym poziomie troficznym; 2) piramidy biomasy, które wykorzystują całkowitą masę (zwykle suchą) organizmów na każdym poziomie troficznym; 3) piramidy energii, z uwzględnieniem energochłonności organizmów na każdym poziomie troficznym.
Rodzaje piramid ekologicznych
piramidy liczb- na każdym poziomie odroczona jest liczba poszczególnych organizmów
Piramida liczb odzwierciedla wyraźny wzorzec odkryty przez Eltona: liczba osobników, które tworzą sekwencyjną serię powiązań między producentami a konsumentami stale maleje (ryc. 3).
Na przykład, aby nakarmić jednego wilka, potrzebujesz przynajmniej kilku zajęcy, na które mógłby upolować; aby nakarmić te zające, potrzebujesz dość dużej liczby różnych roślin. W tym przypadku piramida będzie wyglądać jak trójkąt o szerokiej podstawie zwężającej się ku górze.
Jednak ta forma piramidy liczb nie jest typowa dla wszystkich ekosystemów. Czasami można je odwrócić lub odwrócić. Dotyczy to leśnych łańcuchów pokarmowych, kiedy drzewa służą jako producenci, a owady jako pierwsi konsumenci. W tym przypadku poziom konsumentów pierwotnych jest bogatszy liczbowo niż poziom producentów (duża liczba owadów żywi się na jednym drzewie), więc piramidy liczb są najmniej informacyjne i najmniej orientacyjne, tj. liczba organizmów o tym samym poziomie troficznym w dużej mierze zależy od ich wielkości.
piramidy biomasy- charakteryzuje całkowitą suchą lub mokrą masę organizmów na danym poziomie troficznym, na przykład w jednostkach masy na jednostkę powierzchni - g/m2, kg/ha, t/km2 lub na objętość - g/m3 (rys. 4)
Zwykle w biocenozach lądowych łączna masa producentów jest większa niż każde kolejne ogniwo. Z kolei całkowita masa konsumentów pierwszego rzędu jest większa niż konsumentów drugiego rzędu i tak dalej.
W tym przypadku (jeśli organizmy nie różnią się zbytnio wielkością) piramida również będzie wyglądać jak trójkąt o szerokiej podstawie zwężającej się ku górze. Istnieją jednak znaczące wyjątki od tej reguły. Na przykład w morzach biomasa roślinożernego zooplanktonu jest znacznie (czasem 2-3 razy) większa niż biomasa fitoplanktonu, który reprezentowany jest głównie przez glony jednokomórkowe. Tłumaczy się to tym, że algi są bardzo szybko wyjadane przez zooplankton, ale bardzo wysoki współczynnik podziału ich komórek chroni je przed całkowitym zjedzeniem.
Generalnie biogeocenozy lądowe, w których producenci są duzi i żyją stosunkowo długo, charakteryzują się stosunkowo stabilnymi piramidami o szerokiej podstawie. W ekosystemach wodnych, gdzie producenci są niewielkich rozmiarów i mają krótkie cykle życia, piramida biomasy może zostać odwrócona lub odwrócona (skierowana w dół). Tak więc w jeziorach i morzach masa roślin przekracza masę konsumentów tylko w okresie kwitnienia (wiosna), aw pozostałej części roku sytuacja może się odwrócić.
Piramidy liczb i biomasy odzwierciedlają statykę systemu, czyli charakteryzują liczbę lub biomasę organizmów w określonym przedziale czasu. Nie dostarczają pełnych informacji o strukturze troficznej ekosystemu, chociaż pozwalają rozwiązać szereg problemów praktycznych, zwłaszcza związanych z utrzymaniem stabilności ekosystemów.
Piramida liczb umożliwia np. obliczenie dopuszczalnej wartości połowu ryb lub odstrzału zwierząt w okresie polowań bez konsekwencji dla ich normalnego rozrodu.
piramidy energetyczne- pokazuje wielkość przepływu energii lub produktywności na kolejnych poziomach (rys. 5).
W przeciwieństwie do piramid liczb i biomasy, które odzwierciedlają statykę systemu (liczba organizmów w ten moment), piramida energii odzwierciedlająca obraz szybkości przepływu masy pożywienia (ilości energii) przez każdy poziom troficzny łańcucha pokarmowego, daje najpełniejszy obraz funkcjonalnej organizacji społeczności.
Na kształt tej piramidy nie mają wpływu zmiany wielkości i intensywności metabolizmu osobników, a jeśli uwzględni się wszystkie źródła energii, to piramida zawsze będzie miała typowy wygląd z szeroką podstawą i zwężającym się wierzchołkiem. Budując piramidę energii, często do jej podstawy dodawany jest prostokąt, pokazujący dopływ energii słonecznej.
W 1942 r. amerykański ekolog R. Lindeman sformułował prawo piramidy energii (prawo 10 procent), zgodnie z którym średnio około 10% energii otrzymanej przez poprzedni poziom piramidy ekologicznej przechodzi z jednego poziom troficzny poprzez łańcuchy pokarmowe do innego poziomu troficznego. Reszta energii jest tracona w postaci promieniowania cieplnego, ruchu itp. Organizmy w wyniku procesów metabolicznych tracą około 90% całej energii zużywanej na utrzymanie ich żywotnej aktywności w każdym ogniwie łańcucha pokarmowego.
Jeśli zając zjadł 10 kg materii roślinnej, jego własna waga może wzrosnąć o 1 kg. Lis lub wilk jedząc 1 kg zająca zwiększa swoją masę tylko o 100 g. drewniane rośliny odsetek ten jest znacznie niższy ze względu na to, że drewno jest słabo przyswajalne przez organizmy. W przypadku traw i alg ta wartość jest znacznie wyższa, ponieważ nie mają one ciężkostrawnych tkanek. Jednakże ogólny wzór proces transferu energii pozostaje: znacznie mniej energii przechodzi przez górne poziomy troficzne niż przez dolne.
Dla mnie natura to rodzaj dobrze naoliwionego mechanizmu, w którym wszystko jest dopracowane w najmniejszym szczególe. To niesamowite, jak wszystko jest przemyślane i jest mało prawdopodobne, aby ktoś kiedykolwiek był w stanie stworzyć coś takiego.
Co oznacza termin łańcuch pokarmowy?
Zgodnie z naukową definicją pojęcie to obejmuje transfer energii przez szereg organizmów, gdzie pierwszym ogniwem są producenci. Do tej grupy należą rośliny, które wchłaniają substancje nieorganiczne z którego syntetyzowane są składniki odżywcze związki organiczne. Konsumenci żywią się nimi - takimi organizmami, które nie są zdolne do samodzielnej syntezy, co oznacza, że są zmuszeni do spożywania gotowej materii organicznej. Są to zwierzęta roślinożerne i owady, które działają jak „obiad” dla innych konsumentów – drapieżników. Z reguły łańcuch zawiera około 4-6 poziomów, gdzie ogniwo zamykające jest reprezentowane przez dekompozytory - organizmy rozkładające materię organiczną. W zasadzie linków może być znacznie więcej, ale jest naturalny „ogranicznik”: średnio każde łącze otrzymuje mało energii od poprzedniego - do 10%.
Przykłady łańcuchów pokarmowych w społeczności leśnej
Lasy mają swoje własne cechy, w zależności od ich rodzaju. Lasy iglaste nie mają bogatej roślinności zielnej, co oznacza, że łańcuchy pokarmowe będą miały określony zestaw zwierząt. Na przykład jeleń lubi jeść czarny bez, a sam staje się ofiarą niedźwiedzia lub rysia. Dla lasu liściastego będzie zestaw. Na przykład:
- kora - korniki - sikorki - sokół;
- mucha - gad - fretka - lis;
- nasiona i owoce - wiewiórka - sowa;
- roślina - chrząszcz - żaba - już - jastrząb.
Warto wspomnieć o padlinożercach, którzy „odzyskują” szczątki organiczne. W lasach jest ich bardzo dużo: od najprostszych jednokomórkowych po kręgowce. Ich wkład w naturę jest ogromny, bo inaczej planeta byłaby pokryta szczątkami zwierząt. Przekształcają również martwe ciała w związki nieorganiczne, których potrzebują rośliny, i wszystko zaczyna się od nowa. Ogólnie rzecz biorąc, natura to sama doskonałość!