Cel: poszerzyć wiedzę na temat biotycznych czynników środowiska.

Sprzęt: rośliny zielnikowe, strunowce faszerowane (ryby, płazy, gady, ptaki, ssaki), kolekcje owadów, preparaty mokre zwierząt, ilustracje różne rośliny i zwierzęta.

Postęp:

1. Skorzystaj ze sprzętu i wykonaj dwa obwody zasilające. Pamiętaj, że łańcuch zawsze zaczyna się od producenta, a kończy na reduktorze.

Rośliny → owady→jaszczurka → bakteria

Rośliny → konik polny→ żaba → bakteria

Zapamiętaj swoje obserwacje w przyrodzie i utwórz dwa łańcuchy pokarmowe. Producenci etykiet, konsumenci (1. i 2. zamówienie), rozkładający.

Fioletowy → Skoczogonki→drapieżne roztocza→drapieżne stonogi→ bakteria

Producent - konsument1 - konsument2 - konsument2 - rozkładający

Kapusta→ ślimak→ żaba →bakteria

Producent – ​​konsument1 – konsument2 – rozkładający

Co to jest łańcuch pokarmowy i co leży u jego podstaw? Od czego zależy stabilność biocenozy? Podaj swój wniosek.

Wniosek:

Żywność (troficzny) łańcuch- szereg gatunków roślin, zwierząt, grzybów i mikroorganizmów, które są połączone ze sobą relacją: żywność - konsument (sekwencja organizmów, w której następuje stopniowy transfer materii i energii ze źródła do konsumenta). Organizmy następnego ogniwa zjadają organizmy poprzedniego ogniwa i w ten sposób następuje łańcuchowy transfer energii i materii, który leży u podstaw obiegu substancji w przyrodzie. Przy każdym transferze z łącza na łącze duża część jest tracona (nawet 80-90%) energia potencjalna rozpraszane w postaci ciepła. Z tego powodu liczba ogniw (rodzajów) w łańcuchu pokarmowym jest ograniczona i zwykle nie przekracza 4-5. O stabilności biocenozy decyduje różnorodność jej składu gatunkowego. Producenci- organizmy zdolne do syntezy substancji organicznych z nieorganicznych, czyli wszystkie autotrofy. Konsumenci- heterotrofy, organizmy konsumujące gotowe substancje organiczne stworzone przez autotrofy (producenci). W przeciwieństwie do rozkładających się

konsumenci nie są w stanie rozłożyć substancji organicznych na nieorganiczne. Rozkładacze- mikroorganizmy (bakterie i grzyby), które niszczą martwe szczątki istot żywych, zamieniając je w nieorganiczne i proste związki organiczne.

3. Wymień organizmy, które powinny znaleźć się na brakującym miejscu w poniższych łańcuchach pokarmowych.

1) Pająk, lis

2) gąsienica zjadająca drzewa, jastrząb wężowy

3) gąsienica

4. Z proponowanej listy organizmów żywych utwórz sieć troficzną:

trawa, krzak jagodowy, mucha, sikorka, żaba, zaskroniec, zając, wilk, zgnilizna bakterii, komar, konik polny. Wskaż ilość energii, która przechodzi z jednego poziomu na drugi.

1. Trawa (100%) - konik polny (10%) - żaba (1%) - wąż (0,1%) - gnijące bakterie (0,01%).

2. Krzew (100%) - zając (10%) - wilk (1%) - bakterie gnijące (0,1%).

3. Trawa (100%) - mucha (10%) - sikora (1%) - wilk (0,1%) - gnijące bakterie (0,01%).

4. Trawa (100%) - komar (10%) - żaba (1%) - wąż (0,1%) - gnijące bakterie (0,01%).

5. Znając zasadę przenoszenia energii z jednego poziomu troficznego na drugi (około 10%), zbuduj piramidę biomasy trzeciego poziomu łańcuch pokarmowy(ćwiczenie 1). Biomasa roślinna wynosi 40 ton.

Trawa (40 ton) - konik polny (4 tony) - wróbel (0,4 tony) - lis (0,04).

6. Wniosek: co odzwierciedlają zasady piramid ekologicznych?

Zasada piramid ekologicznych bardzo warunkowo oddaje wzór przenoszenia energii z jednego poziomu żywienia na następny w łańcuchu pokarmowym. Te modele graficzne zostały po raz pierwszy opracowane przez Charlesa Eltona w 1927 roku. Zgodnie z tym wzorcem całkowita masa roślin powinna być o rząd wielkości większa niż masa zwierząt roślinożernych, a całkowita masa zwierząt roślinożernych powinna być o rząd wielkości większa niż drapieżników pierwszego poziomu itp. na sam koniec łańcucha pokarmowego.

Praca laboratoryjna № 1

Temat: Badanie struktury komórek roślinnych i zwierzęcych pod mikroskopem

Cel pracy: zapoznać się z cechami strukturalnymi komórek roślinnych i zwierzęcych, pokazać podstawową jedność ich struktury.

Sprzęt: mikroskop , skórka cebuli , komórki nabłonkowe jamy ustnej człowieka, łyżeczka, szkiełko nakrywkowe i szkiełko, niebieski tusz, jod, notes, długopis, ołówek, linijka

Postęp:

1. Oddziel kawałek skóry pokrywającej cebulkę od łusek cebulki i umieść ją na szklanym szkiełku.

2. Na preparat nanieść kroplę słabego wodnego roztworu jodu. Preparat przykryć szkiełkiem nakrywkowym.

3. Za pomocą łyżeczki usuń trochę śluzu wewnątrz policzki.

4. Nałóż śluz na szkiełko i zabarwij niebieskim tuszem rozcieńczonym w wodzie. Preparat przykryć szkiełkiem nakrywkowym.

5. Obejrzyj oba preparaty pod mikroskopem.

6. Wyniki porównania wpisz do tabel 1 i 2.

7. Wyciągnij wnioski na temat wykonanej pracy.

Opcja 1.

Tabela nr 1 „Podobieństwa i różnice między komórkami roślinnymi i zwierzęcymi”.

Cechy budowy komórki	komórka roślinna	komórka zwierzęca
Rysunek
Podobieństwa	Jądro, cytoplazma, błona komórkowa, mitochondria, rybosomy, kompleks Golgiego, lizosomy, zdolność do samoodnowy, samoregulacja.	Jądro, cytoplazma, błona komórkowa, mitochondria, rybosomy, lizosomy, kompleks Golgiego, zdolności do samoodnowy, samoregulacji.
Cechy różnicy	Istnieją plastydy (chroloplasty, leukoplasty, chromoplasty), wakuola, gruba ściana komórkowa złożona z celulozy, zdolna do fotosyntezy. Wakuola – zawiera sok komórkowy i gromadzi się substancje toksyczne(liście roślin).	Centriola, elastyczna ściana komórkowa, glikokaliks, rzęski, wici, heterotrofy, substancja magazynująca - glikogen, integralne reakcje komórkowe (pinocytoza, endocytoza, egzocytoza, fagocytoza).

Opcja nr 2.

Tabela nr 2” Charakterystyka porównawcza komórki roślinne i zwierzęce.”

Komórki	Cytoplazma	Rdzeń	Gęsta ściana komórkowa	Plastydy
Warzywo	Cytoplazma składa się z gęstej, lepkiej substancji, w której znajdują się wszystkie pozostałe części komórki. Ona ma coś specjalnego skład chemiczny. Zachodzą w nim różne procesy biochemiczne, zapewniające żywotność komórki. W żywej komórce cytoplazma stale się porusza, przepływając przez całą objętość komórki; może zwiększyć objętość.	zawiera Informacja genetyczna, realizując główne funkcje: magazynowanie, przesyłanie i sprzedaż informacje dziedziczne zapewniając syntezę białek.	Istnieje gruba ściana komórkowa zbudowana z celulozy.	Istnieją plastydy (chroloplasty, leukoplasty, chromoplasty). Chloroplasty to zielone plastydy występujące w komórkach fotosyntetycznych eukariontów. Z ich pomocą zachodzi fotosynteza. Chloroplasty zawierają chlorofil, tworzenie skrobi i uwalnianie tlenu. Leukoplasty - syntetyzują i gromadzą skrobię (tzw. amyloplast), tłuszcze i białka. Występuje w nasionach, korzeniach, łodygach i płatkach kwiatów roślin (przyciąga owady do zapylania). Chromoplasty - zawierają wyłącznie żółte, pomarańczowe i czerwonawe pigmenty z szeregu karotenów. Występujące w owocach roślin, nadają kolor warzywom, owocom, jagodom i płatkom kwiatów (przyciągają owady i zwierzęta w celu zapylania i dystrybucji w przyrodzie).
Zwierzę	Obecnie składa się z koloidalnego roztworu białek i innych substancji organicznych, w którym 85% stanowi woda, 10% to białka, a 5% to inne związki.	zawierający informację genetyczną (cząsteczki DNA), pełniący główne funkcje: przechowywanie, przekazywanie i wdrażanie informacji dziedzicznej, zapewniający syntezę białek.	Obecny, ściana komórkowa elastyczna, glikaliks	NIE.

4. Przedstaw swój wniosek.

Wniosek: _Wszystkie rośliny i zwierzęta zbudowane są z komórek. Komórka jest podstawową jednostką struktury i aktywności życiowej wszystkich żywych organizmów. W komórka roślinna istnieje gruba błona celulozowa, wakuola i plastydy; zwierzęta, w przeciwieństwie do roślin, mają cienką błonę glikogenową (przeprowadza pinocytozę, endocytozę, egzocytozę, fagocytozę), i nie ma wakuoli (z wyjątkiem pierwotniaków).

Praca laboratoryjna nr 2

Łańcuch pokarmowy to sekwencyjna transformacja elementów charakter nieorganiczny(biogeniczne itp.) za pomocą roślin i światła w substancje organiczne (produkcja pierwotna), a drugie - przez organizmy zwierzęce na kolejnych ogniwach (stopniach) troficznych (pokarmowych) w ich biomasę.

Łańcuch pokarmowy zaczyna się od energii słonecznej, a każde ogniwo w łańcuchu reprezentuje zmianę energii. Wszystkie łańcuchy pokarmowe w społeczności tworzą relacje troficzne.

Pomiędzy elementami ekosystemu zachodzą różnorodne powiązania, a przede wszystkim łączy je przepływ energii i obieg materii. Kanały, którymi energia przepływa przez społeczność, nazywane są obwodami żywnościowymi. Energia promień słońca spadający na wierzchołki drzew lub na powierzchnię stawu jest wychwytywany przez zielone rośliny – czy to ogromne drzewa, czy maleńkie glony – i wykorzystywany przez nie w procesie fotosyntezy. Energia ta jest wykorzystywana do wzrostu, rozwoju i reprodukcji roślin. Rośliny, jako producenci materii organicznej, nazywane są producentami. Producenci z kolei zapewniają źródło energii tym, którzy jedzą rośliny, a ostatecznie całej społeczności.

Pierwszymi konsumentami materii organicznej są zwierzęta roślinożerne – konsumenci pierwszego rzędu. Drapieżniki zjadające roślinożerną ofiarę działają jak konsumenci drugiego rzędu. Podczas przechodzenia z jednego ogniwa do drugiego energia jest nieuchronnie tracona, dlatego w łańcuchu pokarmowym rzadko jest więcej niż 5-6 uczestników. Rozkładowcy uzupełniają cykl - bakterie i grzyby rozkładają zwłoki zwierząt i resztki roślin, zamieniając materię organiczną w minerały, które ponownie są wchłaniane przez producentów.

Łańcuch pokarmowy obejmuje wszystkie rośliny i zwierzęta, a także pierwiastki chemiczne zawarte w wodzie niezbędne do fotosyntezy. Łańcuch pokarmowy jest połączony struktura liniowa ogniw, z których każde jest połączone z sąsiednimi ogniwami relacją „żywność-konsument”. Grupy organizmów, na przykład określone gatunki biologiczne, pełnią rolę ogniw w łańcuchu. W wodzie łańcuch pokarmowy zaczyna się od najmniejszych organizmów roślinnych - glonów, żyjących w strefie eufotycznej i korzystających energia słoneczna do syntezy substancji organicznych z nieorganicznych chemicznych składników odżywczych i kwasu węglowego rozpuszczonego w wodzie. W procesie przenoszenia energii pożywienia ze źródła – roślin – przez szereg organizmów, które następuje poprzez zjadanie jednych organizmów przez inne, następuje rozproszenie energii, której część zamienia się w ciepło. Przy każdym kolejnym przejściu z jednego ogniwa troficznego (etapu) do drugiego traci się do 80-90% energii potencjalnej. Ogranicza to możliwą liczbę kroków lub ogniw w łańcuchu do zwykle czterech lub pięciu. Im krótszy łańcuch pokarmowy, tym duża ilość dostępna energia jest oszczędzana.

Z 1 tys. kg roślin wytwarza się średnio 100 kg ciała roślinożerców. Drapieżniki zjadające zwierzęta roślinożerne mogą z tej ilości zbudować 10 kg swojej biomasy, a drapieżniki wtórne tylko 1 kg. Na przykład osoba je Duża ryba. Jego pożywieniem są małe ryby, które zjadają zooplankton żywiący się fitoplanktonem wychwytującym energię słoneczną.

Zatem do zbudowania 1 kg ciała człowieka potrzeba 10 tys. kg fitoplanktonu. W efekcie masa każdego kolejnego ogniwa łańcucha stopniowo maleje. Ten wzór nazywa się zasadą piramidy ekologicznej. Istnieje piramida liczbowa, odzwierciedlająca liczbę osobników na każdym etapie łańcucha pokarmowego, piramida biomasy – ilość materii organicznej syntetyzowanej na każdym poziomie oraz piramida energii – ilość energii w pożywieniu. Wszyscy skupiają się na tym samym, różniąc się całkowita wartość ilości cyfrowe. W realne warunki mogą mieć obwody mocy inny numer spinki do mankietów Ponadto obwody mocy mogą się przecinać, tworząc sieci elektroenergetyczne. Prawie wszystkie gatunki zwierząt, z wyjątkiem bardzo wyspecjalizowanych pod względem żywienia, korzystają nie z jednego źródła pożywienia, ale z kilku). Im większa różnorodność gatunkowa biocenozy, tym jest ona bardziej stabilna. Tak więc w łańcuchu pokarmowym zająca i lisa są tylko trzy ogniwa. Ale lis zjada nie tylko zające, ale także myszy i ptaki. Ogólny wzór jest to, że rośliny zielone są zawsze na początku łańcucha pokarmowego, a drapieżniki na końcu. Z każdym ogniwem łańcucha organizmy stają się większe, rozmnażają się wolniej, a ich liczba maleje. Gatunki zajmujące pozycję dolnych ogniw, chociaż zaopatrzone w pożywienie, same są intensywnie konsumowane (na przykład myszy są tępione przez lisy, wilki, sowy). Selekcja zmierza w kierunku zwiększania płodności. Organizmy takie stają się źródłem pożywienia dla zwierząt wyższych bez perspektyw na postępową ewolucję.

W każdej epoce geologicznej organizmy znajdujące się na najwyższym poziomie w stosunkach pokarmowych ewoluowały z największą szybkością, na przykład w dewonie ryby płatkowate były drapieżnikami rybożernymi; w okresie karbońskim - drapieżne stegocefali. W permie - gady polujące na stegocefalia. Przez cały okres mezozoiku ssaki były eksterminowane przez drapieżne gady i dopiero w wyniku wyginięcia tych ostatnich pod koniec mezozoiku zajęły pozycję dominującą, dając początek dużej liczbie form.

Relacje pokarmowe są najważniejszym, ale nie jedynym rodzajem relacji między gatunkami w biocenozie. Jeden gatunek może wpływać na inny na różne sposoby. Organizmy mogą osiedlać się na powierzchni lub w ciele osobników innego gatunku, mogą stanowić siedlisko dla jednego lub kilku gatunków oraz wpływać na ruch powietrza, temperaturę i oświetlenie otaczającej przestrzeni. Przykłady powiązań wpływających na siedliska gatunków są liczne. Żołędzie morskie to skorupiaki morskie prowadzące siedzący tryb życia i często osiadające na skórze wielorybów. Żyją tam larwy wielu much krowie łajno. Szczególnie ważną rolę w tworzeniu lub zmianie środowiska dla innych organizmów odgrywają rośliny. W zaroślach roślin, czy to w lesie, czy na łące, temperatura waha się mniej niż w otwarte przestrzenie i wilgotność jest większa.
Często jeden gatunek uczestniczy w rozprzestrzenianiu się innego. Zwierzęta przenoszą nasiona, zarodniki, pyłki i inne mniejsze zwierzęta. Nasiona roślin mogą zostać pochwycone przez zwierzęta w przypadku przypadkowego kontaktu, zwłaszcza jeśli nasiona lub owocostany posiadają specjalne haczyki (sznurek, łopian). Podczas jedzenia owoców i jagód, których nie można strawić, nasiona są uwalniane wraz z odchodami. Ssaki, ptaki i owady przenoszą na swoich ciałach liczne roztocza.

Wszystkie te różnorodne powiązania dają możliwość istnienia gatunków w biocenozie, utrzymują je blisko siebie, przekształcając je w stabilne, samoregulujące się zbiorowiska.

Połączenie między dwoma ogniwami zostaje ustanowione, jeśli jedna grupa organizmów służy jako pożywienie dla innej grupy. Pierwsze ogniwo łańcucha nie ma poprzednika, to znaczy organizmy z tej grupy nie wykorzystują innych organizmów jako pożywienia, będąc producentami. Najczęściej spotyka się w tym miejscu rośliny, grzyby i glony. Organizmy w ostatnim ogniwie łańcucha nie stanowią pożywienia dla innych organizmów.

Każdy organizm ma określoną ilość energii, to znaczy można powiedzieć, że każde ogniwo łańcucha ma swoją energię potencjalną. Podczas procesu karmienia energia potencjalna żywności przekazywana jest konsumentowi.

Wszystkie gatunki tworzące łańcuch pokarmowy żyją na materii organicznej wytwarzanej przez rośliny zielone. W tym przypadku istnieje ważny wzorzec związany z efektywnością wykorzystania i konwersji energii w procesie żywienia. Jego istota jest następująca.

W sumie tylko około 1% energii promieniowania słonecznego padającego na roślinę zamienia się w energię potencjalną wiązania chemiczne syntetyzowane substancje organiczne i mogą być dalej wykorzystywane przez organizmy heterotroficzne do żywienia. Kiedy zwierzę zjada roślinę, większość energii zawartej w pożywieniu jest wydawana różne procesy aktywność życiową, zamieniając się w ciepło i rozpraszając. Tylko 5-20% energii pożywienia przechodzi do nowo zbudowanej substancji organizmu zwierzęcia. Jeśli drapieżnik zjada roślinożercę, wówczas ponownie traci się większość energii zawartej w pożywieniu. Z powodu tak dużych strat użyteczna energiałańcuchy pokarmowe nie mogą być bardzo długie: zwykle składają się z nie więcej niż 3-5 ogniw (poziomów żywności).

Ilość materii roślinnej stanowiącej podstawę łańcucha pokarmowego jest zawsze kilkukrotnie większa niż całkowita masa zwierząt roślinożernych, maleje także masa każdego z kolejnych ogniw łańcucha pokarmowego. Ten bardzo ważny wzór nazywa się zasadą piramidy ekologicznej.

Podczas przenoszenia energii potencjalnej z łącza na łącze aż 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.

W Bajkale łańcuch pokarmowy w strefie pelagicznej składa się z pięciu ogniw: glonów - epishura - makroektopus - ryba - foka lub ryba drapieżna (lenok, taimen, dorosły omul itp.). Człowiek uczestniczy w tym łańcuchu jako ostatnie ogniwo, ale może spożywać produkty z niższych ogniw, na przykład ryby, a nawet bezkręgowce, gdy jako pokarm wykorzystuje skorupiaki, rośliny wodne itp. Krótkie łańcuchy troficzne są mniej stabilne i podlegają większym wahaniom niż długie i złożone w strukturze.

2. POZIOMY I ELEMENTY STRUKTURALNE ŁAŃCUCHA ŻYWNOŚCIOWEGO

Zwykle dla każdego ogniwa w łańcuchu można określić nie jedno, ale kilka innych ogniw połączonych z nim relacją „żywność-konsument”. Zatem nie tylko krowy, ale także inne zwierzęta jedzą trawę, a krowy są pokarmem nie tylko dla ludzi. Utworzenie takich połączeń powoduje, że łańcuch pokarmowy staje się bardziej złożoną strukturą - sieć pokarmowa.

W niektórych przypadkach w sieci troficznej możliwe jest grupowanie poszczególnych ogniw w poziomy w taki sposób, aby ogniwa na jednym poziomie służyły jedynie jako pożywienie dla poziomu następnego. To zgrupowanie nazywa się poziomy troficzne.

Początkowym poziomem (ogniwem) dowolnego łańcucha troficznego (pokarmowego) w zbiorniku są rośliny (glony). Rośliny nikogo nie jedzą (z wyjątkiem niewielkiej liczby gatunków roślin owadożernych - rosiczki, tłuściocha, pęcherzykowca, nepenthes i niektórych innych); wręcz przeciwnie, są źródłem życia wszystkich organizmów zwierzęcych. Dlatego pierwszym krokiem w łańcuchu drapieżników są zwierzęta roślinożerne (pasące się). Za nimi podążają małe drapieżniki, które żywią się roślinożercami, a następnie grupa większych drapieżników. W łańcuchu każdy kolejny organizm jest większy od poprzedniego. Łańcuchy drapieżników przyczyniają się do stabilności łańcucha pokarmowego.

Łańcuch pokarmowy saprofitów jest ostatnim ogniwem łańcucha troficznego. Saprofity żywią się martwymi organizmami. Substancje chemiczne powstałe podczas rozkładu martwych organizmów są ponownie konsumowane przez rośliny - organizmy produkcyjne, od których rozpoczynają się wszystkie łańcuchy troficzne.

3. RODZAJE ŁAŃCUCHÓW TROFICZNYCH

Istnieje kilka klasyfikacji łańcuchów troficznych.

Według pierwszej klasyfikacji w Naturze występują trzy łańcuchy troficzne (środki troficzne wyznaczone przez Naturę do zniszczenia).

Pierwszy łańcuch troficzny obejmuje następujące organizmy wolno żyjące:

roślinożercy;


drapieżniki - mięsożercy;


wszystkożerne, w tym ludzie.


Podstawowa zasada łańcucha pokarmowego: „Kto kogo zjada?”


Drugi łańcuch troficzny jednoczy żywe istoty, które metabolizują wszystko i wszystkich. Zadanie to wykonują dekompozytorzy. Przynoszą złożone substancje martwych organizmów proste substancje. Właściwość biosfery polega na tym, że wszyscy przedstawiciele biosfery są śmiertelni. Biologicznym zadaniem rozkładających się ciał jest rozkładanie zmarłych.


Według drugiej klasyfikacji istnieją dwa główne typy łańcuchów troficznych - pastwiskowe i detrytyczne.


W łańcuchu troficznym pastwisk (łańcuch pastwisk) podstawą jest organizmy autotroficzne, następnie zjadają je zwierzęta roślinożerne (na przykład zooplankton żerujący na fitoplanktonie), następnie drapieżniki pierwszego rzędu (konsumenci) (na przykład ryby zjadające zooplankton), drapieżniki drugiego rzędu (na przykład sandacz żerujący na innych rybach). Łańcuchy troficzne są szczególnie długie w oceanie, gdzie wiele gatunków (na przykład tuńczyk) zajmuje miejsce konsumentów czwartego rzędu.


W detrytycznych łańcuchach troficznych (łańcuchach rozkładu), najczęściej spotykanych w lasach, większość produkcji roślinnej nie jest bezpośrednio spożywana przez zwierzęta roślinożerne, lecz obumiera, następnie ulega rozkładowi przez organizmy saprotroficzne i mineralizacji. Zatem detrytyczne łańcuchy troficzne zaczynają się od detrytusu, trafiają do żywiących się nim mikroorganizmów, a następnie do detrytusów i ich konsumentów - drapieżników. W ekosystemach wodnych (zwłaszcza w zbiornikach eutroficznych i na dużych głębokościach oceanu) oznacza to, że część produkcji roślinnej i zwierzęcej wchodzi również do detrytycznych łańcuchów troficznych.


WNIOSEK


Wszystkie żywe organizmy zamieszkujące naszą planetę nie istnieją samodzielnie; są zależne od środowiska i doświadczają jego wpływu. Jest to precyzyjnie skoordynowany zespół wielu czynników środowiskowych, a przystosowanie się do nich organizmów żywych warunkuje możliwość istnienia wszelkich możliwych form organizmów oraz różnorodne wykształcenie ich życia.


Główną funkcją biosfery jest zapewnienie krążenia pierwiastki chemiczne, co wyraża się w obiegu substancji pomiędzy atmosferą, glebą, hydrosferą i organizmami żywymi.


Wszystkie istoty żywe są obiektami pożywienia dla innych, tj. połączone ze sobą relacjami energetycznymi. Połączenia żywnościowe w społecznościach są to mechanizmy przenoszenia energii z jednego organizmu na drugi. W każdej społeczności troficzny połączenia są ze sobą powiązane w kompleks internet.


Organizmy dowolnego gatunku są potencjalnym pożywieniem dla wielu innych gatunków


sieci troficzne w biocenozach są bardzo złożone i wydaje się, że wpływająca do nich energia może migrować przez długi czas z jednego organizmu do drugiego. Tak naprawdę droga każdej konkretnej porcji energii zgromadzonej przez rośliny zielone jest krótka; może być przenoszony przez nie więcej niż 4-6 ogniw w szeregu składającym się z organizmów żerujących na sobie sekwencyjnie. Takie ciągi, w których można prześledzić, w jaki sposób wydatkowana jest początkowa dawka energii, nazywane są łańcuchami pokarmowymi. Lokalizacja każdego ogniwa w łańcuchu pokarmowym nazywana jest poziomem troficznym. Pierwszym poziomem troficznym są zawsze producenci, twórcy masy organicznej; konsumenci roślin należą do drugiego poziomu troficznego; mięsożercy, żywiący się formami roślinożernymi - do trzeciego; zjadanie innych mięsożerców - do czwartego itd. W ten sposób wyróżnia się konsumentów pierwszego, drugiego i trzeciego rzędu, zajmujących różne poziomy w łańcuchu pokarmowym. Oczywiście dużą rolę odgrywa w tym specjalizacja żywnościowa konsumentów. Gatunki o szerokim zakresie żywienia włączane są do łańcuchów pokarmowych na różnych poziomach troficznych.


BIBLIOGRAFIA

1. Akimova T.A., Khaskin V.V. Ekologia. Instruktaż. – M.: DONITI, 2005.
   

   Moiseev A.N. Ekologia w nowoczesny świat// Energia. 2003. nr 4.
   

Łańcuch pokarmowy to transfer energii ze źródła przez szereg organizmów. Wszystkie żywe istoty są ze sobą połączone, ponieważ służą jako źródło pożywienia dla innych organizmów. Wszystkie łańcuchy napędowe składają się z trzech do pięciu ogniw. Pierwsi to zazwyczaj producenci - organizmy zdolne do wytwarzania substancji organicznych z nieorganicznych. Są to rośliny, które otrzymują składniki odżywcze przez fotosyntezę. Następni są konsumenci - są to organizmy heterotroficzne, które otrzymują gotowe substancje organiczne. Będą to zwierzęta: zarówno roślinożerne, jak i drapieżne. Ostatnim ogniwem łańcucha pokarmowego są zwykle rozkładające się – mikroorganizmy rozkładające materię organiczną.

Łańcuch pokarmowy nie może składać się z sześciu lub więcej ogniw, ponieważ każde nowe ogniwo otrzymuje tylko 10% energii poprzedniego ogniwa, a kolejne 90% jest tracone w postaci ciepła.

Jak wyglądają łańcuchy pokarmowe?

Istnieją dwa typy: pastwiskowe i detrytyczne. Te pierwsze występują częściej w przyrodzie. W takich łańcuchach pierwszym ogniwem są zawsze producenci (rośliny). Za nimi podążają konsumenci pierwszego rzędu – roślinożercy. Dalej - konsumenci drugiego rzędu - małe drapieżniki. Za nimi stoją konsumenci trzeciego rzędu - duże drapieżniki. Co więcej, mogą istnieć również konsumenci czwartego rzędu, takie długie łańcuchy pokarmowe zwykle znajdują się w oceanach. Ostatnim ogniwem są decomposers.

Drugi typ obwodu mocy to detrytyczny- częściej spotykany w lasach i sawannach. Powstają w związku z tym, że większość energii roślinnej nie jest zużywana przez zwierzęta roślinożerne, lecz obumiera, ulegając następnie rozkładowi przez czynniki rozkładające i mineralizacji.

Łańcuchy pokarmowe tego typu zaczynają się od detrytusu – pozostałości organicznych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Konsumentami pierwszego rzędu w takich łańcuchach pokarmowych są owady, na przykład chrząszcze gnojowe, lub zwierzęta padlinożerne, na przykład hieny, wilki, sępy. Ponadto bakterie żywiące się pozostałościami roślin mogą być konsumentami pierwszego rzędu w takich łańcuchach.

W biogeocenozach wszystko jest połączone w taki sposób, że może stać się większość gatunków żywych organizmów uczestnikami obu typów łańcuchów pokarmowych.

Łańcuchy pokarmowe w lasach liściastych i mieszanych

Lasy liściaste występują głównie na półkuli północnej planety. Spotykają Zachód i Europa Środkowa, w południowej Skandynawii, na Uralu, w Zachodnia Syberia, wschodnia Azja, Północna Floryda.

Lasy liściaste dzielą się na szerokolistne i drobnolistne. Te pierwsze charakteryzują takie drzewa jak dąb, lipa, jesion, klon i wiąz. Po drugie - brzoza, olcha, osika.

Lasy mieszane to takie, w których występują zarówno drzewa iglaste, jak i drzewa liściaste. Lasy mieszane są charakterystyczne dla strefy klimatu umiarkowanego. Występują na południu Skandynawii, na Kaukazie, w Karpatach Daleki Wschód, na Syberii, w Kalifornii, w Appalachach, w pobliżu Wielkich Jezior.

Lasy mieszane składają się z drzew takich jak świerk, sosna, dąb, lipa, klon, wiąz, jabłoń, jodła, buk i grab.

Bardzo pospolity w lasach liściastych i mieszanych pasterskie łańcuchy pokarmowe. Pierwszym ogniwem łańcucha pokarmowego w lasach są zwykle liczne rodzaje ziół i jagód, takich jak maliny, jagody i truskawki. czarny bez, kora drzew, orzechy, szyszki.

Konsumentami pierwszego rzędu będą najczęściej zwierzęta roślinożerne, takie jak sarna, łoś, jeleń, gryzonie, na przykład wiewiórki, myszy, ryjówki i zające.

Konsumenci drugiego rzędu są drapieżnikami. Zwykle są to lis, wilk, łasica, gronostaj, ryś, sowa i inne. Uderzający przykład Fakt, że ten sam gatunek uczestniczy zarówno w wypasie, jak i w wyniszczającym łańcuchu pokarmowym, będzie wilkiem: może zarówno polować na małe ssaki, jak i zjadać padlinę.

Konsumenci drugiego rzędu mogą sami stać się ofiarą większych drapieżników, zwłaszcza ptaków: na przykład małe sowy mogą być zjadane przez jastrzębie.

Link zamykający będzie rozkładacze(gnijące bakterie).

Przykłady łańcuchów pokarmowych w lesie liściasto-iglastym:

• kora brzozy - zając - wilk - rozkładacze;
• drewno - larwa fartuch- dzięcioł - jastrząb - rozkładacze;
• ściółka liściowa (detrytus) - robaki - ryjówki - sowa - substancje rozkładające.

Cechy łańcuchów pokarmowych w lasach iglastych

Takie lasy znajdują się w północnej Eurazji i Ameryce Północnej. W ich skład wchodzą takie drzewa jak sosna, świerk, jodła, cedr, modrzew i inne.

Tutaj wszystko znacznie się różni od lasy mieszane i liściaste.

Pierwszym ogniwem w tym przypadku nie będzie trawa, ale mech, krzewy lub porosty. Dzieje się tak dlatego, że w lasach iglastych nie ma wystarczającej ilości światła, aby wykształciła się gęsta szata trawiasta.

W związku z tym zwierzęta, które staną się konsumentami pierwszego rzędu, będą inne - powinny żywić się nie trawą, ale mchami, porostami czy krzewami. To może być niektóre rodzaje jeleni.

Pomimo tego, że krzewy i mchy są bardziej powszechne, nadal można je spotkać w lasach iglastych. rośliny zielne i krzaki. Są to pokrzywa, glistnik, truskawka, czarny bez. Zające, łosie i wiewiórki zazwyczaj jedzą ten rodzaj pożywienia, które również mogą stać się konsumentami pierwszego rzędu.

Konsumentami drugiego rzędu będą, podobnie jak w lasach mieszanych, drapieżniki. Należą do nich norka, niedźwiedź, rosomak, ryś i inne.

Ofiarą mogą stać się małe drapieżniki, takie jak norka konsumenci trzeciego rzędu.

Ogniwem zamykającym będą gnijące mikroorganizmy.

Ponadto w lasach iglastych są bardzo powszechne detrytyczne łańcuchy pokarmowe. Tutaj pierwszym ogniwem będzie najczęściej humus roślinny, który odżywia bakterie glebowe, stając się z kolei pokarmem dla zwierząt jednokomórkowych zjadanych przez grzyby. Takie łańcuchy są zwykle długie i mogą składać się z więcej niż pięciu ogniw.

Dbasz o zdrowie swojego zwierzaka?
Jesteśmy odpowiedzialni za tych, których oswoiliśmy!„- mówi cytat z opowiadania „Mały Książę”. Utrzymanie zdrowia zwierzaka to jeden z głównych obowiązków właściciela. Zadbaj o swojego zwierzaka, dając mu unikalny kompleks przeznaczony dla kotów i psów a także ptaki i gryzonie.
Aktywny suplement, który pomoże Twojemu pupilowi ​​zabłysnąć zdrowiem i podzielić się z Tobą szczęściem!

Nadieżda Lichman
NOD „Łańcuchy pokarmowe w lesie” (grupa przygotowawcza)

Cel. Daj dzieciom wyobrażenie o związkach istniejących w przyrodzie i łańcuchach pokarmowych.

Zadania.

Poszerzaj wiedzę dzieci na temat relacji między roślinami i zwierzętami, ich wzajemnej zależności żywieniowej;

Rozwijać umiejętność tworzenia łańcuchów pokarmowych i ich uzasadniania;

Rozwijaj mowę dzieci, odpowiadając na pytania nauczyciela; wzbogacić słownictwo o nowe słowa: związek w przyrodzie, ogniwo, łańcuch, łańcuch pokarmowy.

Rozwijaj uwagę dzieci i logiczne myślenie.

Rozbudzanie zainteresowania przyrodą i ciekawości.

Metody i techniki:

Wizualny;

Werbalny;

Praktyczny;

Wyszukiwanie problemów.

Formy pracy: rozmowa, zadanie, wyjaśnienie, gra dydaktyczna.

Edukacyjne obszary rozwoju: rozwój poznawczy, rozwój mowy, rozwój komunikacji społecznej.

Materiał: zabawka babcia bibabo, zabawkowa sowa, ilustracje roślin i zwierząt (koniczyna, mysz, sowa, trawa, zając, wilk, karty roślin i zwierząt (liść, gąsienica, ptak, kłoski, mysz, lis, zegar, balon, układ łąki, emblematy zielone i czerwone w zależności od liczby dzieci.

Odbicie.

Dzieci siedzą na krzesłach w półkolu. Rozlega się pukanie do drzwi. Z wizytą przychodzi babcia (lalka Bibabo).

Cześć chłopaki! Przyszedłem cię odwiedzić. Chcę opowiedzieć historię, która wydarzyła się w naszej wiosce. Mieszkamy niedaleko lasu. Mieszkańcy naszej wsi pasą krowy na łące, która znajduje się pomiędzy wsią a lasem. Nasze krowy jadły koniczynę i dawały dużo mleka. Na skraju lasu, w starej dziupli wielkie drzewo Mieszkała tam sowa, która w dzień spała, a nocą latała na polowanie i głośno pohukiwała. Krzyk sowy zakłócił sen mieszkańców wioski i przepędzili ją. Sowa obraziła się i odleciała. I nagle po pewnym czasie krowy zaczęły tracić na wadze i dawać bardzo mało mleka, ponieważ koniczyny było mało, ale pojawiło się dużo myszy. Nie możemy zrozumieć, dlaczego tak się stało. Pomóż nam odzyskać wszystko!

Ustalanie celów.

Myślicie, że możemy pomóc babci i mieszkańcom wioski? (Odpowiedzi dzieci)

Jak możemy pomóc mieszkańcom wsi? (Odpowiedzi dzieci)

Wspólne działanie dzieci i nauczyciela.

Dlaczego tak się stało, że krowy zaczęły dawać mało mleka?

(Nie ma wystarczającej ilości koniczyny.) Nauczyciel kładzie na stole obrazek koniczyny.

Dlaczego nie ma wystarczającej ilości koniczyny?

(Myszy gryzą.) Nauczyciel umieszcza zdjęcie myszy.

Dlaczego jest tak dużo myszy? (Sowa odleciała.)

Kto polował na myszy?

(Nie ma na kogo polować, sowa odleciała.) Opublikowano zdjęcie sowy.

Chłopaki, mamy łańcuch: koniczyna - mysz - sowa.

Czy wiesz, jakie są inne łańcuchy?

Nauczyciel pokazuje ozdobę, łańcuszek, łańcuszek do drzwi, obrazek psa na łańcuszku.

Co to jest łańcuch? Z czego to się składa? (Odpowiedzi dzieci)

Z linków.

Jeśli jedno ogniwo łańcucha się zerwie, co stanie się z łańcuchem?

(Łańcuch pęknie i zapadnie się.)

Prawidłowy. Spójrzmy na nasz łańcuch: koniczyna - mysz - sowa. Łańcuch ten nazywany jest łańcuchem pokarmowym. Czemu myślisz? Koniczyna to pokarm dla myszy, mysz to pokarm dla sowy. Dlatego łańcuch nazywa się łańcuchem pokarmowym. Koniczyna, mysz, sowa są ogniwami tego łańcucha. Pomyśl o tym: czy można usunąć ogniwo z naszego łańcucha pokarmowego?

Nie, łańcuch się zerwie.

Usuńmy koniczynę z naszego łańcucha. Co stanie się z myszami?

Nie będą mieli co jeść.

A co jeśli myszy znikną?

A co jeśli sowa odleci?

Jaki błąd popełnili mieszkańcy?

Zniszczyli łańcuch pokarmowy.

Prawidłowy. Jaki wniosek możemy wyciągnąć?

Okazuje się, że w naturze wszystkie rośliny i zwierzęta są ze sobą powiązane. Nie mogą się bez siebie obejść. Co należy zrobić, aby krowy znów dawały dużo mleka?

Przywróć sowę, przywróć łańcuch pokarmowy. Dzieci wołają sowę, sowa wraca do dziupli wielkiego starego drzewa.

Pomogliśmy więc babci i wszystkim mieszkańcom wioski i przywieźliśmy wszystko.

A teraz ty, babcia i ja będziemy się bawić gra dydaktyczna„Kto kogo zjada?”, ćwiczmy i szkolmy babcię w układaniu łańcuchów pokarmowych.

Ale najpierw przypomnijmy sobie, kto mieszka w lesie?

Zwierzęta, owady, ptaki.

Jak nazywają się zwierzęta i ptaki jedzące rośliny?

Roślinożercy.

Jak nazywają się zwierzęta i ptaki jedzące inne zwierzęta?

Jak nazywają się zwierzęta i ptaki jedzące rośliny i inne zwierzęta?

Wszystkożerne.

Oto zdjęcia zwierząt i ptaków. Na obrazkach przedstawiających zwierzęta i ptaki wklejane są kółka. inny kolor. Drapieżne zwierzęta i ptaki są oznaczone czerwonym kółkiem.

Zielone kółko zaznacza zwierzęta roślinożerne i ptaki.

Wszystkożerne - z niebieskim kółkiem.

Na stolikach dziecięcych znajdują się zestawy obrazków ptaków, zwierząt, owadów oraz kartki z żółtym kółkiem.

Posłuchaj zasad gry. Każdy gracz ma swoje pole, prezenter pokazuje obrazek i nazywa zwierzę, należy ułożyć odpowiedni łańcuch pokarmowy, kto kogo zjada:

1 komórka to rośliny, karta z żółtym kółkiem;

2. komórka - są to zwierzęta żywiące się roślinami (roślinożerne - z zielonym kółkiem, wszystkożerne - z niebieskim kółkiem);

Trzecia komórka - są to zwierzęta żywiące się zwierzętami (drapieżniki - z czerwonym kółkiem; wszystkożerne - niebieskie). Karty z myślnikiem zamykają łańcuch.

Wygrywa ten, kto prawidłowo złoży łańcuch; może on być długi lub krótki.

Niezależna aktywność dzieci.

Rośliny – mysz – sowa.

Brzoza - zając - lis.

Nasiona sosny – wiewiórka – kuna – jastrząb.

Trawa – łoś – niedźwiedź.

Trawa – zając – kuna – puchacz.

Orzechy - wiewiórka - ryś.

Żołędzie – dzik – niedźwiedź.

Ziarno zbóż – nornik myszy – fretka – sowa.

Trawa – konik polny – żaba – wąż – sokół.

Orzechy – wiewiórka – kuna.

Odbicie.

Czy podobała Ci się nasza komunikacja z Tobą?

Co ci się podobało?

Czego nowego się nauczyłeś?

Kto pamięta, co to jest łańcuch pokarmowy?

Czy ważne jest, aby go chronić?

W naturze wszystko jest ze sobą powiązane i bardzo ważne jest, aby ta relacja została utrzymana. Wszyscy mieszkańcy lasu są ważnymi i cennymi członkami leśnego bractwa. Bardzo ważne jest, aby ludzie nie ingerowali w przyrodę, nie śmiecili środowisko i traktowali zwierzęta i florę z należytą ostrożnością.

Literatura:

Główny program edukacyjny Edukacja przedszkolna Od urodzenia do szkoły, pod redakcją N. E. Veraksy, T. S. Komarowej, M. A. Wasiljewej. Mozaika – Synteza. Moskwa, 2015.

Kolomina N.V. Edukacja w zakresie podstaw kultury ekologicznej w przedszkole. M: Centrum Handlowe Sfera, 2003.

Metodologia Nikolaeva S. N Edukacja ekologiczna przedszkolaki. M., 1999.

Nikolaeva S.N. Poznajmy naturę - przygotuj się do szkoły. M.: Edukacja, 2009.

Salimova M.I. Zajęcia z ekologii. Mińsk: Amalfeja, 2004.

W kraju jest wiele świąt,

Ale Dzień Kobiet jest dany wiośnie,

W końcu tylko kobiety mogą

Stwórz wiosenne wakacje z uczuciem.

Gratuluję wszystkim z całego serca

Wszystkiego najlepszego z okazji Międzynarodowego Dnia Kobiet !

Publikacje na ten temat:

„Dzieci o bezpieczeństwie”. Podstawowe zasady bezpiecznego zachowania dzieci w wieku przedszkolnym wierszem„Dla dzieci o bezpieczeństwie” Podstawowe zasady bezpiecznego zachowania dzieci wiek przedszkolny w wierszu. Cel wydarzenia: Edukacja.

Kształcenie rozumienia synonimicznych znaczeń słów u dzieci w starszym wieku przedszkolnym podczas różnego rodzaju zajęć System realizowany jest w kilku etapach. Najpierw do biernego słownictwa dzieci wprowadzane są synonimy. Zapoznaj dzieci ze słowami o podobnym znaczeniu.

Konsultacje dla rodziców „Jakich zabawek potrzebują dzieci w starszym wieku przedszkolnym” W dzisiejszych czasach wybór zabawek dla dzieci jest tak różnorodny i ciekawy, że dla każdego rodzica zainteresowanego rozwojem swojego dziecka.

Konsultacje dla rodziców „Kreskówki to nie zabawka dla dzieci” dla dzieci w starszym wieku przedszkolnym KONSULTACJE DLA RODZICÓW „Kreskówki to nie zabawka dla dzieci!” Wielu rodziców niepokoi się relacją między dzieckiem a telewizorem. Co oglądać?.

Krótkoterminowy projekt kreatywny „Dzieci o wojnie” dla dzieci w starszym wieku przedszkolnym. Typ projektu: Według dominującej działalności w projekcie: informacyjny. Według liczby uczestników projektu: grupa (dzieci ze szkół przygotowawczych.

Podsumowanie lekcji-rozmowy „O wojnie dla dzieci” dla starszego wieku przedszkolnego Rodzaj zajęć: Opowieść nauczyciela „O wojnie dla dzieci”. Zobacz prezentację zdjęciową. Obszar edukacyjny: Rozwój poznawczy. Cel:.

Projekt pedagogiczny „Dla dzieci w wieku przedszkolnym o Bożym Narodzeniu” Projekt pedagogiczny „Dla dzieci w wieku przedszkolnym o święcie Narodzenia Pańskiego”.

Zaszczepienie dzieciom w wieku przedszkolnym podstaw zdrowego stylu życia poprzez różnorodne aktywności Pedagog - niesamowity zawód. Zaletą jest także to, że daje możliwość zajrzenia w krainę dzieciństwa, w świat dziecka. I przynajmniej.

Rozwój percepcji wartościowo-semantycznej i rozumienia dzieł sztuki u dzieci w wieku przedszkolnym Obecnie głównym celem edukacji jest przygotowanie wszechstronnie rozwiniętej osobowości dziecka. Kreatywność jest drogą.

Bajki i gry pomagające dzieciom zrozumieć pory roku OPOWIEŚCI I GRY, KTÓRE UŁATWIĄ DZIECIOM ZROZUMIENIE PORÓW ROKU „Cztery córki roku”. Dawno temu było tak: dzisiaj słońce grzeje, kwiaty.

Biblioteka obrazów:

Transfer energii w ekosystemie następuje poprzez tzw łańcuchy pokarmowe. Z kolei łańcuch pokarmowy to transfer energii z jej pierwotnego źródła (zwykle autotrofów) przez szereg organizmów, poprzez zjadanie jednych przez inne. Łańcuchy pokarmowe dzielą się na dwa typy:

Sosna zwyczajna => Mszyce => biedronki=> Pająki => Owady

ptaki => Ptaki drapieżne.

Trawa => Ssaki roślinożerne => Pchły => Wiciowce.

2) Detrytyczny łańcuch pokarmowy. Pochodzi z martwej materii organicznej (tzw detritus), który jest albo spożywany przez małe zwierzęta, głównie bezkręgowce, albo rozkładany przez bakterie lub grzyby. Organizmy zjadające martwe rzeczy materia organiczna, są nazywane detrytusożerne rozkładając to - destruktory.

Łańcuchy trawiaste i szkodliwe łańcuchy pokarmowe zwykle istnieją razem w ekosystemach, ale jeden typ łańcucha pokarmowego prawie zawsze dominuje nad drugim. W niektórych specyficznych środowiskach (na przykład pod ziemią), gdzie aktywność życiowa roślin zielonych jest niemożliwa z powodu braku światła, istnieją jedynie detrytyczne łańcuchy pokarmowe.

W ekosystemach łańcuchy pokarmowe nie są od siebie odizolowane, ale są ze sobą ściśle powiązane. Tworzą tzw sieci pokarmowe. Dzieje się tak dlatego, że każdy producent ma nie jednego, ale kilku konsumentów, którzy z kolei mogą mieć kilka źródeł pożywienia. Zależności w obrębie sieci troficznej wyraźnie ilustruje poniższy diagram.

Schemat sieci pokarmowej.

W łańcuchach pokarmowych tzw poziomy troficzne. Poziomy troficzne klasyfikują organizmy w łańcuchu pokarmowym według rodzaju ich aktywności życiowej lub źródeł energii. Rośliny zajmują pierwszy poziom troficzny (poziom producentów), roślinożercy (konsumenci pierwszego rzędu) należą do drugiego poziomu troficznego, drapieżniki zjadające roślinożerców z trzeciego poziomu troficznego, drapieżniki wtórne z czwartego itd. Pierwsze zamówienie.

Przepływ energii w ekosystemie

Jak wiemy, transfer energii w ekosystemie odbywa się poprzez łańcuchy pokarmowe. Ale nie cała energia z poprzedniego poziomu troficznego jest przenoszona na następny. Przykładem może być następująca sytuacja: produkcja pierwotna netto w ekosystemie (czyli ilość energii zgromadzonej przez producentów) wynosi 200 kcal/m^2, produktywność wtórna (energia zgromadzona przez odbiorców pierwszego rzędu) wynosi 20 kcal/m^2. 2 lub 10% od poprzedniego poziomu troficznego, energia kolejnego poziomu wynosi 2 kcal/m^2, co równa się 20% energii poziomu poprzedniego. Jak widać z tego przykładu, przy każdym przejściu na wyższy poziom traci się 80-90% energii poprzedniego ogniwa w łańcuchu pokarmowym. Straty takie wynikają z faktu, że znaczna część energii podczas przejścia z jednego etapu do drugiego nie jest absorbowana przez przedstawicieli następnego poziomu troficznego lub zamieniana na ciepło niedostępne dla organizmów żywych.

Uniwersalny model przepływu energii.

Pobór i wydatek energii można przeglądać za pomocą uniwersalny model przepływu energii. Dotyczy każdego żywego elementu ekosystemu: rośliny, zwierzęcia, mikroorganizmu, populacji lub grupy troficznej. Takie modele graficzne, połączone ze sobą, mogą odzwierciedlać łańcuchy pokarmowe (kiedy wzorce przepływu energii kilku poziomów troficznych są połączone szeregowo, powstaje diagram przepływu energii w łańcuchu pokarmowym) lub ogólnie bioenergetykę. Na wykresie wyznaczono energię wchodzącą do biomasy I. Jednak część przychodzącej energii nie ulega przemianie (na rysunku jest to oznaczone jako NU). Dzieje się tak na przykład wtedy, gdy część światła przechodzącego przez rośliny nie jest przez nie absorbowana lub gdy część pokarmu przechodzącego przez przewód pokarmowy zwierzęcia nie jest wchłaniana przez jego organizm. Zasymilowany (lub zasymilowany) energia (oznaczona przez A) jest używany do różnych celów. Wydawany jest na oddychanie (na schemacie - R) tj. do utrzymania aktywności życiowej biomasy i produkcji materii organicznej ( P). Produkty z kolei przybierają różne formy. Wyraża się go w kosztach energii potrzebnych do wzrostu biomasy ( G), w różnych wydzielinach materii organicznej w otoczenie zewnętrzne (mi), w rezerwach energetycznych organizmu ( S) (przykładem takiej rezerwy jest nagromadzenie tłuszczu). Zmagazynowana energia tworzy tzw pętla robocza, ponieważ ta część produkty służą do zapewnienia energii w przyszłości (np. drapieżnik wykorzystuje swoje rezerwy energii w celu poszukiwania nowych ofiar). Pozostałą część produkcji stanowi biomasa ( B).

Uniwersalny model przepływu energii można interpretować na dwa sposoby. Po pierwsze, może reprezentować populację gatunku. W tym przypadku kanały przepływu energii i połączenia danego gatunku z innymi gatunkami przedstawiają schemat łańcucha pokarmowego. Inna interpretacja traktuje model przepływu energii jako obraz pewnego poziomu energii. Prostokąt biomasy i kanały przepływu energii reprezentują wówczas wszystkie populacje zasilane przez to samo źródło energii.

Aby wyraźnie pokazać różnicę w podejściu do interpretacji uniwersalnego modelu przepływu energii, możemy rozważyć przykład z populacją lisów. Część diety lisów składa się z roślinności (owoce itp.), pozostałą część stanowią zwierzęta roślinożerne. Aby podkreślić aspekt energetyki wewnątrzpopulacyjnej (pierwsza interpretacja modelu energetycznego), należy przedstawić całą populację lisów jako pojedynczy prostokąt, jeśli ma być rozłożony metabolizm ( metabolizm- metabolizm, tempo przemiany materii) populacje lisów na dwa poziomy troficzne, czyli aby ukazać związek pomiędzy rolą pożywienia roślinnego i zwierzęcego w metabolizmie, konieczne jest zbudowanie dwóch lub więcej prostokątów.

Znając uniwersalny model przepływu energii, można określić stosunek wartości przepływu energii w różnych punktach łańcucha pokarmowego efektywność środowiskowa. Istnieje kilka grup efektywności środowiskowej. Pierwsza grupa relacji energetycznych: B/R I P/R. Udział energii zużywanej na oddychanie jest duży w populacjach dużych organizmów. W przypadku narażenia na stres ze strony środowiska zewnętrznego R wzrasta. Ogrom P istotne w aktywnych populacjach małych organizmów (np. glonów), a także w układach pobierających energię z zewnątrz.

Następująca grupa relacji: A/I I ROCZNIE. Pierwszy z nich to tzw skuteczność asymilacji(tj. efektywność wykorzystania dostarczonej energii), drugi - efektywność wzrostu tkanki. Skuteczność asymilacji może wahać się od 10 do 50% lub więcej. Może albo osiągnąć niewielką wartość (przy asymilacji energii świetlnej przez rośliny), albo mieć duże wartości(przy asymilacji energii pokarmowej przez zwierzęta). Zazwyczaj skuteczność asymilacji u zwierząt zależy od pożywienia. U zwierząt roślinożernych osiąga 80% przy jedzeniu nasion, 60% przy jedzeniu młodych liści, 30-40% przy jedzeniu starszych liści, 10-20% przy jedzeniu drewna. U zwierząt mięsożernych skuteczność asymilacji wynosi 60-90%, ponieważ pokarm zwierzęcy jest znacznie łatwiej wchłaniany przez organizm niż pokarm roślinny.

Wydajność wzrostu tkanki również jest bardzo zróżnicowana. Największe wartości osiąga w przypadkach, gdy organizmy są niewielkich rozmiarów, a warunki ich siedliska nie wymagają dużych nakładów energetycznych, aby utrzymać optymalną dla wzrostu organizmów temperaturę.

Trzecia grupa relacji energetycznych: P/B. Jeśli uznamy P za tempo wzrostu produkcji, P/B reprezentuje stosunek produkcji w danym momencie do biomasy. Jeżeli produkty są liczone za pewien okres czasu, wartość wskaźnika P/B ustala się na podstawie średniej biomasy w tym okresie. W w tym przypadku P/B jest wielkością bezwymiarową i pokazuje, ile razy produkcja jest większa lub mniejsza od biomasy.

Należy zauważyć, że na charakterystykę energetyczną ekosystemu wpływa wielkość organizmów zamieszkujących ekosystem. Stwierdzono związek pomiędzy wielkością organizmu a jego specyficznym metabolizmem (metabolizmem na 1 g biomasy). Im mniejszy organizm, tym wyższy jest jego specyficzny metabolizm, a co za tym idzie, mniejsza biomasa możliwa do utrzymania na danym poziomie troficznym ekosystemu. Przy tej samej ilości zużytej energii duże organizmy gromadzą więcej biomasy niż małe. Przykładowo przy równym zużyciu energii biomasa zgromadzona przez bakterie będzie znacznie mniejsza niż biomasa zgromadzona przez duże organizmy (np. ssaki). Inny obraz pojawia się, gdy rozważamy produktywność. Ponieważ produktywność to tempo wzrostu biomasy, jest ona większa u małych zwierząt, które charakteryzują się wyższymi wskaźnikami reprodukcji i odnawiania biomasy.

Ze względu na utratę energii w łańcuchach pokarmowych i zależność metabolizmu od wielkości osobników, każda społeczność biologiczna nabywa pewną strukturę troficzną, która może służyć jako cecha ekosystemu. Strukturę troficzną charakteryzuje albo plon na stojąco, albo ilość energii ustalonej na jednostkę powierzchni w jednostce czasu przez każdy kolejny poziom troficzny. Strukturę troficzną można przedstawić graficznie w postaci piramid, których podstawą jest pierwszy poziom troficzny (poziom producentów), a kolejne poziomy troficzne tworzą „podłogi” piramidy. Istnieją trzy rodzaje piramid ekologicznych.

1) Piramida liczb (oznaczona numerem 1 na schemacie) Pokazuje liczbę poszczególnych organizmów na każdym poziomie troficznym. Liczba osobników na różnych poziomach troficznych zależy od dwóch głównych czynników. Pierwszego z nich jest więcej wysoki poziom specyficzny metabolizm u małych zwierząt w porównaniu z dużymi, co pozwala im mieć przewagę liczebną nad dużymi gatunkami i wyższe wskaźniki reprodukcji. Kolejnym z powyższych czynników jest istnienie górnych i dolnych granic wielkości ofiary wśród zwierząt drapieżnych. Jeśli ofiara jest znacznie większa niż drapieżnik, nie będzie w stanie jej pokonać. Mała ofiara nie będzie w stanie zaspokoić potrzeb energetycznych drapieżnika. Dlatego dla każdego gatunku drapieżnego jest optymalny rozmiar ofiary Jednak dla tej zasady są wyjątki (na przykład węże używają jadu do zabijania zwierząt większych od siebie). Piramidy liczb można skierować w dół, jeśli producenci są znacznie więksi niż pierwotni konsumenci (przykładem jest ekosystem leśny, w którym producentami są drzewa, a głównymi konsumentami są owady).

2) Piramida biomasy (2 na schemacie). Za jego pomocą można w czytelny sposób pokazać proporcje biomasy na każdym z poziomów troficznych. Może to być bezpośrednie, jeśli wielkość i długość życia producentów osiąga stosunkowo duże wartości (ekosystemy lądowe i płytkie wody), i odwrotne, gdy producenci są mali i mają krótki cykl życia (akcje otwarte i głębokie).

3) Piramida energii (3 na schemacie). Odzwierciedla wielkość przepływu energii i produktywność na każdym poziomie troficznym. W przeciwieństwie do piramid liczb i biomasy, piramidy energii nie można odwrócić, ponieważ przejście energii pożywienia na wyższe poziomy troficzne następuje z dużymi stratami energii. W związku z tym całkowita energia każdego poprzedniego poziomu troficznego nie może być wyższa niż energia następnego. Powyższe rozumowanie opiera się na wykorzystaniu drugiej zasady termodynamiki, więc piramida energii w ekosystemie jest jej wyraźną ilustracją.

Ze wszystkich wymienionych powyżej cech troficznych ekosystemu, jedynie piramida energetyczna daje najpełniejszy obraz organizacji zbiorowisk biologicznych. W piramidzie populacji rola małych organizmów jest mocno przesadzona, a w piramidzie biomasy znaczenie dużych organizmów. W tym przypadku kryteria te nie nadają się do porównywania funkcjonalnej roli populacji, które znacznie różnią się stosunkiem intensywności metabolicznej do wielkości osobników. Z tego powodu najbardziej służy przepływ energii odpowiednie kryterium porównać ze sobą poszczególne elementy ekosystemu, a także porównać ze sobą dwa ekosystemy.

Znajomość podstawowych praw przemian energii w ekosystemie przyczynia się do lepszego zrozumienia procesów funkcjonowania ekosystemu. Jest to szczególnie ważne ze względu na fakt, że ingerencja człowieka w jego naturalną „pracę” może doprowadzić do zniszczenia układu ekologicznego. W tym względzie musi umieć z wyprzedzeniem przewidzieć rezultaty swoich działań, a zrozumienie przepływów energii w ekosystemie może zapewnić większą dokładność tych przewidywań.