Esempi di catena alimentare animale. L'argomento della lezione è "catene alimentari"
Chi mangia cosa
Comporre circuito di potenza raccontando gli eroi della canzone "Una cavalletta sedeva sull'erba"
Gli animali che mangiano cibi vegetali sono chiamati erbivori. Quegli animali che mangiano insetti sono chiamati insettivori. La preda più grande viene cacciata da animali predatori o predatori. Anche gli insetti che mangiano altri insetti sono considerati predatori. Infine, ci sono animali onnivori (mangiano cibo sia vegetale che animale).
In quali gruppi si possono dividere gli animali in base al modo in cui si nutrono? Completa lo schema.
Catene alimentari
Gli esseri viventi sono interconnessi nella catena alimentare. Ad esempio: i pioppi crescono nella foresta. Le lepri si nutrono della loro corteccia. Una lepre può essere catturata e mangiata da un lupo. Si scopre una tale catena alimentare: pioppo tremulo - lepre - lupo.
Crea e scrivi catene alimentari.
a) ragno, storno, mosca
Risposta: mosca - ragno - storno
b) cicogna, mosca, rana
Risposta: mosca - rana - cicogna
c) topo, grano, gufo
Risposta: grano - topo - gufo
d) lumaca, fungo, rana
Risposta: fungo - lumaca - rana
e) falco, scoiattolo, urto
Risposta: bernoccolo - scoiattolo - falco
Leggere brevi testi sugli animali dal libro "Con amore per la natura". Identificare e annotare il tipo di alimento per animali.
In autunno, il tasso inizia a prepararsi per l'inverno. Mangia e ingrassa molto. Tutto ciò che incontra gli serve da cibo: scarafaggi, lumache, lucertole, rane, topi e talvolta anche piccole lepri. Mangia sia frutti di bosco che frutti.
Risposta: tasso onnivoro
In inverno, la volpe cattura i topi sotto la neve, a volte le pernici. A volte caccia le lepri. Ma le lepri corrono più veloci di una volpe e possono scappare da essa. In inverno, le volpi si avvicinano agli insediamenti umani e attaccano il pollame.
Risposta: volpe carnivora
Alla fine dell'estate e in autunno, lo scoiattolo raccoglie i funghi. Li punge sui rami degli alberi per asciugare i funghi. E lo scoiattolo infila noci e ghiande in cavità e fessure. Tutto questo le tornerà utile durante la fame invernale.
Risposta: scoiattolo erbivoro
Il lupo è un animale pericoloso. In estate attacca vari animali. Mangia anche topi, rane, lucertole. Distrugge i nidi di uccelli sul terreno, mangia uova, pulcini, uccelli.
Risposta: lupo carnivoro
L'orso rompe ceppi marci e cerca larve grasse di scarabei boscaioli e altri insetti che si nutrono di legno. Mangia di tutto: cattura rane, lucertole, in una parola, qualunque cosa incontri. Scava bulbi e tuberi di piante da terra. Spesso puoi incontrare un orso nei campi di bacche, dove mangia avidamente bacche. A volte un orso affamato attacca alci, cervi.
Risposta: orso onnivoro
Secondo i testi del compito precedente, componi e annota diverse catene alimentari.
1. fragola - lumaca - tasso
2. corteccia d'albero - lepre - volpe
3. grano - uccello - lupo
4. legno - larve di coleottero - boscaiolo - orso
5. giovani germogli di alberi - cervi - orsi
Crea una catena alimentare usando le immagini.
Gli organismi viventi hanno bisogno di energia e nutrienti per sopravvivere. Autotrofi trasformano l'energia radiante del Sole nel processo di fotosintesi, sintetizzando sostanze organiche da anidride carbonica e acqua.
Eterotrofi usano queste sostanze organiche nel processo di nutrizione, eventualmente decomponendole nuovamente in anidride carbonica e acqua, e l'energia accumulata in esse viene spesa per vari processi vitali degli organismi. Pertanto, l'energia luminosa del Sole viene convertita in energia chimica materia organica, e poi in meccanica e termica.
Tutti gli organismi viventi nel sistema ecologico in base al tipo di alimentazione possono essere suddivisi in tre gruppi funzionali: produttori, consumatori, decompositori.
1. Produttori- Si tratta di piante autotrofi verdi che producono sostanze organiche da inorganiche e sono in grado di accumulare energia solare.
2. Consumatori- Questi sono animali eterotrofi che consumano sostanze organiche già pronte. I consumatori di prim'ordine possono utilizzare le sostanze organiche delle piante (erbivori). Gli eterotrofi che utilizzano alimenti per animali sono divisi in consumatori del II, III ordine, ecc. (Carnivori). Tutti usano l'energia dei legami chimici immagazzinati nelle sostanze organiche dai produttori.
3. Riduttori- Questi sono microrganismi eterotrofi, funghi, residui organici distruttivi e mineralizzanti. Pertanto, i decompositori, per così dire, completano il ciclo delle sostanze, formando sostanze inorganiche per entrare in un nuovo ciclo.
Il sole fornisce una fornitura costante di energia e gli organismi viventi alla fine la dissipano sotto forma di calore. Nel processo di attività vitale degli organismi, c'è una circolazione costante di energia e sostanze, e ogni specie utilizza solo una parte dell'energia contenuta nelle sostanze organiche. Di conseguenza, ci sono circuiti di potenza - catene alimentari, catene alimentari, che rappresenta una sequenza di specie che estraggono materia organica ed energia dalla sostanza alimentare originale, con ogni legame precedente che diventa cibo per il successivo (Fig. 98).
Riso. 98. Schema generale la catena alimentare
In ogni anello, la maggior parte dell'energia viene spesa sotto forma di calore, viene persa, il che limita il numero di anelli della catena. Ma la maggior parte delle catene inizia con una pianta e finisce con un predatore, e il più grande. I decompositori distruggono la materia organica a tutti i livelli e sono l'ultimo anello della catena alimentare.
In connessione con la diminuzione dell'energia ad ogni livello, c'è una diminuzione della biomassa. La catena trofica non ha solitamente più di cinque livelli ed è una piramide ecologica, con una base larga alla base e rastremata verso l'alto (Fig. 99).
Riso. 99. Schema semplificato della piramide ecologica delle biomasse (1) e della piramide dei numeri (2)
Regola della piramide ecologica riflette il modello secondo il quale in qualsiasi ecosistema la biomassa di ogni collegamento successivo è 10 volte inferiore a quella precedente.
Esistono tre tipi di piramidi ecologiche:
Una piramide che mostra il numero di individui a ogni livello della catena alimentare - piramide di numeri;
Piramide di biomassa di materia organica sintetizzata ad ogni livello - piramide di massa(biomassa);
- piramide energetica, mostrando la quantità di flusso di energia. Di solito la catena alimentare è composta da 3-4 anelli:
pianta → lepre → lupo;
pianta → arvicola → volpe → aquila;
pianta → bruco → cinciallegra → falco;
pianta → gopher → vipera → aquila.
Tuttavia, in condizioni reali negli ecosistemi, varie catene alimentari si intersecano tra loro formando reti ramificate. Quasi tutti gli animali, ad eccezione dei rari tipi specializzati, utilizzo varie fonti cibo. Pertanto, se un anello della catena cade, non vi è alcun disturbo nel sistema. Maggiore è la diversità delle specie e più ricche sono le reti trofiche, più stabile è la biocenosi.
Nelle biocenosi si distinguono due tipi di reti trofiche: pascolo e detritico.
1. IN rete alimentare dei pascoli il flusso di energia va dalle piante agli animali erbivori, e quindi ai consumatori di ordine superiore. Questo rete alimentare. Indipendentemente dalle dimensioni della biocenosi e dell'habitat, gli animali erbivori (terrestri, acquatici, del suolo) pascolano, mangiano piante verdi e trasferiscono energia ai livelli successivi (Fig. 100).
Riso. 100. Rete alimentare del pascolo nelle biocenosi terrestri
2. Se il flusso di energia inizia con piante morte e resti di animali, escrementi e va al primario detritivori - decompositori, materia organica parzialmente in decomposizione, quindi viene chiamata una tale rete alimentare dannoso, O rete di decadenza(figura 101). I detritifagi primari includono microrganismi (batteri, funghi), piccoli animali (vermi, larve di insetti).
Riso. 101. catena alimentare dannosa
Entrambi i tipi della catena trofica sono presenti nelle biogeocenosi terrestri. Nelle comunità acquatiche predomina la catena del pascolo. In entrambi i casi, l'energia è completamente utilizzata.
Le catene alimentari costituiscono la base delle relazioni nella fauna selvatica, ma le relazioni alimentari non sono l'unico tipo di relazione tra organismi. Alcune specie possono partecipare alla distribuzione, riproduzione, dispersione di altre specie, creare condizioni adeguate per la loro esistenza. Tutte le numerose e varie connessioni tra gli organismi viventi e l'ambiente assicurano l'esistenza delle specie in un ecosistema stabile e autoregolante.
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§ 71. Sistemi ecologici§ 73. Proprietà e struttura delle biocenosi
Domanda 28. Catena alimentare. Tipi di catene alimentari.
CATENA ALIMENTARE(catena trofica, catena alimentare), la relazione degli organismi attraverso la relazione cibo - consumatore (alcuni servono da cibo per altri). In questo caso, la trasformazione di materia ed energia da produttori(produttori primari) attraverso consumatori(consumatori) a decompositori(convertitori di sostanze organiche morte in sostanze inorganiche digeribili dai produttori). Esistono 2 tipi di catene alimentari: pascolo e detritico. La catena del pascolo inizia con le piante verdi, passa agli animali erbivori al pascolo (consumatori del 1° ordine) e poi ai predatori che predano questi animali (a seconda del posto nella catena - consumatori del 2° ordine e successivi). La catena detritica inizia con il detrito (un prodotto del decadimento organico), passa ai microrganismi che se ne nutrono, e poi ai detritus feeder (animali e microrganismi coinvolti nel processo di decomposizione della materia organica morente).
Un esempio di catena di pascoli è il suo modello multicanale nella savana africana. I produttori primari sono erbe e alberi, i consumatori del 1o ordine sono insetti erbivori ed erbivori (ungulati, elefanti, rinoceronti, ecc.), 2o ordine sono insetti predatori, 3o ordine sono rettili carnivori (serpenti, ecc.), 4o - mammiferi predatori e uccelli rapaci. A loro volta, i detritivori (scarabei, iene, sciacalli, avvoltoi, ecc.) in ogni fase della catena del pascolo distruggono le carcasse degli animali morti ei resti del cibo dei predatori. Il numero di individui inclusi nella catena alimentare diminuisce costantemente in ciascuno dei suoi anelli (la regola della piramide ecologica), ovvero il numero delle vittime ogni volta supera significativamente il numero dei loro consumatori. Le catene alimentari non sono isolate l'una dall'altra, ma si intrecciano tra loro, formando reti alimentari.
Domanda 29. A cosa servono le piramidi ecologiche?
piramide ecologica- immagini grafiche del rapporto tra produttori e consumatori di tutti i livelli (erbivori, predatori; specie che si nutrono di altri predatori) nell'ecosistema.
Lo zoologo americano Charles Elton propose nel 1927 di rappresentare schematicamente queste relazioni.
In una rappresentazione schematica, ogni livello è mostrato come un rettangolo, la cui lunghezza o area corrisponde ai valori numerici dell'anello della catena alimentare (piramide di Elton), alla loro massa o energia. I rettangoli disposti in una certa sequenza creano piramidi di varie forme.
La base della piramide è il primo livello trofico - il livello dei produttori, i successivi piani della piramide sono formati dai livelli successivi della catena alimentare - consumatori di vari ordini. L'altezza di tutti i blocchi nella piramide è la stessa e la lunghezza è proporzionale al numero, alla biomassa o all'energia al livello corrispondente.
Le piramidi ecologiche si distinguono a seconda degli indicatori sulla base dei quali è costruita la piramide. Allo stesso tempo, per tutte le piramidi, viene stabilita la regola di base, secondo la quale in qualsiasi ecosistema ci sono più piante che animali, erbivori che carnivori, insetti che uccelli.
Sulla base della regola della piramide ecologica, è possibile determinare o calcolare i rapporti quantitativi di diverse specie vegetali e animali in sistemi ecologici naturali e creati artificialmente. Ad esempio, 1 kg della massa di un animale marino (foca, delfino) ha bisogno di 10 kg di pesce mangiato, e questi 10 kg hanno già bisogno di 100 kg del loro cibo - invertebrati acquatici, che a loro volta hanno bisogno di mangiare 1000 kg di alghe e batteri per formare una tale massa. In questo caso, la piramide ecologica sarà stabile.
Tuttavia, come sai, ci sono eccezioni a ogni regola, che saranno considerate in ogni tipo di piramidi ecologiche.
I primi schemi ecologici sotto forma di piramidi furono costruiti negli anni venti del XX secolo. Carlo Elton. Si basavano su osservazioni sul campo di un numero di animali di varie classi di taglia. Elton non ha incluso in essi i produttori primari e non ha fatto alcuna distinzione tra detritifagi e decompositori. Tuttavia, ha osservato che i predatori sono generalmente più grandi delle loro prede e si è reso conto che tale rapporto è estremamente specifico solo per determinate classi di dimensioni di animali. Negli anni '40, l'ecologo americano Raymond Lindeman applicò l'idea di Elton ai livelli trofici, astraendo dagli organismi specifici che li compongono. Tuttavia, se è facile distribuire gli animali in classi di taglia, determinare a quale livello trofico appartengano è molto più difficile. In ogni caso, questo può essere fatto solo in modo molto semplificato e generalizzato. I rapporti nutrizionali e l'efficienza del trasferimento di energia nella componente biotica di un ecosistema sono tradizionalmente raffigurati come piramidi a gradini. Ciò fornisce una chiara base per confrontare: 1) diversi ecosistemi; 2) stati stagionali dello stesso ecosistema; 3) diverse fasi cambiamenti dell'ecosistema. Esistono tre tipi di piramidi: 1) piramidi di numeri basate sul conteggio degli organismi di ogni livello trofico; 2) piramidi di biomassa, che utilizzano la massa totale (solitamente secca) degli organismi a ciascun livello trofico; 3) piramidi di energia, tenendo conto dell'intensità energetica degli organismi di ciascun livello trofico.
Tipi di piramidi ecologiche
piramidi di numeri- ad ogni livello, il numero dei singoli organismi è posticipato
La piramide dei numeri riflette un chiaro schema scoperto da Elton: il numero di individui che compongono una serie sequenziale di collegamenti dai produttori ai consumatori è in costante diminuzione (Fig. 3).
Ad esempio, per nutrire un lupo, hai bisogno di almeno alcune lepri che potrebbe cacciare; per nutrire queste lepri, hai bisogno di un numero piuttosto elevato di piante diverse. In questo caso, la piramide sembrerà un triangolo con un'ampia base che si assottiglia verso l'alto.
Tuttavia, questa forma di piramide di numeri non è tipica di tutti gli ecosistemi. A volte possono essere invertiti o invertiti. Questo vale per le catene alimentari forestali, quando gli alberi fungono da produttori e gli insetti come consumatori primari. In questo caso, il livello dei consumatori primari è numericamente più ricco del livello dei produttori (un gran numero di insetti si nutre di un albero), quindi le piramidi di numeri sono le meno informative e meno indicative, cioè il numero di organismi dello stesso livello trofico dipende in gran parte dalle loro dimensioni.
piramidi di biomassa- caratterizza la massa totale secca o umida di organismi a un dato livello trofico, ad esempio, in unità di massa per unità di superficie - g / m 2, kg / ha, t / km 2 o per volume - g / m 3 (Fig. 4)
Di solito, nelle biocenosi terrestri, la massa totale dei produttori è maggiore di ogni collegamento successivo. A sua volta, la massa totale dei consumatori di primo ordine è maggiore di quella dei consumatori di secondo ordine, e così via.
In questo caso (se gli organismi non differiscono troppo per dimensioni), anche la piramide sembrerà un triangolo con un'ampia base che si assottiglia verso l'alto. Tuttavia, ci sono eccezioni significative a questa regola. Ad esempio, nei mari, la biomassa dello zooplancton erbivoro è significativamente (a volte 2-3 volte) maggiore della biomassa del fitoplancton, che è rappresentata principalmente da alghe unicellulari. Ciò è spiegato dal fatto che le alghe vengono consumate molto rapidamente dallo zooplancton, ma l'altissimo tasso di divisione delle loro cellule le protegge dal consumo completo.
In generale, le biogeocenosi terrestri, dove i produttori sono grandi e vivono relativamente a lungo, sono caratterizzate da piramidi relativamente stabili con una base ampia. Negli ecosistemi acquatici, dove i produttori sono di piccole dimensioni e hanno cicli di vita brevi, la piramide della biomassa può essere invertita o invertita (puntata verso il basso). Quindi, nei laghi e nei mari, la massa delle piante supera la massa dei consumatori solo durante il periodo di fioritura (primavera), e nel resto dell'anno la situazione può ribaltarsi.
Le piramidi di numeri e biomassa riflettono la statica del sistema, cioè caratterizzano il numero o la biomassa degli organismi in un certo periodo di tempo. Non forniscono informazioni complete sulla struttura trofica dell'ecosistema, sebbene consentano di risolvere una serie di problemi pratici, in particolare quelli relativi al mantenimento della stabilità degli ecosistemi.
La piramide dei numeri consente, ad esempio, di calcolare il valore ammissibile della cattura di pesci o dell'abbattimento di animali durante il periodo di caccia senza conseguenze per la loro normale riproduzione.
piramidi energetiche- mostra l'entità del flusso di energia o produttività a livelli successivi (Fig. 5).
In contrasto con le piramidi di numeri e biomassa, che riflettono la statica del sistema (il numero di organismi in un dato momento), la piramide di energia, riflettendo l'immagine della velocità di passaggio di una massa di cibo (quantità di energia ) attraverso ogni livello trofico della catena alimentare, fornisce il quadro più completo dell'organizzazione funzionale delle comunità.
La forma di questa piramide non è influenzata dai cambiamenti nelle dimensioni e nell'intensità del metabolismo degli individui e, se si tiene conto di tutte le fonti di energia, la piramide avrà sempre un aspetto tipico con una base ampia e una sommità affusolata. Quando si costruisce una piramide di energia, spesso viene aggiunto un rettangolo alla sua base, che mostra l'afflusso di energia solare.
Nel 1942, l'ecologo americano R. Lindeman formulò la legge della piramide delle energie (la legge del 10 percento), secondo la quale, in media, circa il 10% dell'energia ricevuta dal livello precedente della piramide ecologica passa da uno livello trofico attraverso le catene alimentari ad un altro livello trofico. Il resto dell'energia viene perso sotto forma di radiazione termica, movimento, ecc. Gli organismi, a seguito di processi metabolici, perdono circa il 90% di tutta l'energia che viene spesa per mantenere la loro attività vitale in ogni anello della catena alimentare.
Se una lepre mangiasse 10 kg di materia vegetale, il suo stesso peso potrebbe aumentare di 1 kg. Una volpe o un lupo, mangiando 1 kg di lepre, aumenta la sua massa di soli 100 g Nelle piante legnose questa proporzione è molto inferiore a causa del fatto che il legno è scarsamente assorbito dagli organismi. Per erbe e alghe, questo valore è molto più alto, poiché non hanno tessuti difficili da digerire. Tuttavia, la regolarità generale del processo di trasferimento di energia rimane: molta meno energia passa attraverso i livelli trofici superiori che attraverso quelli inferiori.
La condizione principale per l'esistenza di un ecosistema è il mantenimento della circolazione delle sostanze e la trasformazione dell'energia. È fornito grazie a trofico (cibo) relazioni tra specie appartenenti a diversi gruppi funzionali. È sulla base di questi legami che le sostanze organiche sintetizzate dai produttori da sostanze minerali con l'assorbimento dell'energia solare vengono trasferite ai consumatori e subiscono trasformazioni chimiche. Come risultato dell'attività vitale dei decompositori prevalentemente, gli atomi del principale biogenico elementi chimici passare da sostanze organiche a inorganiche (CO 2, NH 3, H 2 S, H 2 O). Quindi le sostanze inorganiche vengono utilizzate dai produttori per creare da esse nuove sostanze organiche. E sono nuovamente coinvolti nel ciclo con l'aiuto dei produttori. Se queste sostanze non venissero utilizzate ripetutamente, la vita sulla Terra sarebbe impossibile. Dopotutto, le riserve di sostanze assorbite dai produttori non sono di natura illimitata. Per implementare un ciclo completo di sostanze in un ecosistema, devono essere disponibili tutti e tre i gruppi funzionali di organismi. E tra loro deve esserci un'interazione costante sotto forma di legami trofici con la formazione di catene trofiche (alimentari) o catene alimentari.
Una catena alimentare (catena alimentare) è una sequenza di organismi in cui avviene un graduale trasferimento di materia ed energia da una fonte (collegamento precedente) a un consumatore (collegamento successivo).
In questo caso, un organismo può mangiarne un altro, mangiare i suoi resti morti o prodotti di scarto. A seconda del tipo di fonte iniziale di materia ed energia, le catene alimentari si dividono in due tipi: pascolo (catene di pascolo) e detritico (catene di decomposizione).
Catene da pascolo (catene da pascolo)- filiere alimentari che iniziano con i produttori e includono consumatori di diversi ordini. IN vista generale la catena dei pascoli può essere rappresentata dal seguente diagramma:
Produttori -> Consumatori di 1° ordine -> Consumatori di 2° ordine -> Consumatori di 3° ordine
Ad esempio: 1) catena alimentare del prato: trifoglio di prato - farfalla - rana - serpente; 2) la catena alimentare del bacino: chlamydomonas - daphnia - ghiozzo - lucioperca. Le frecce nel diagramma mostrano la direzione del trasferimento di materia ed energia nella catena alimentare.
Ogni organismo della catena alimentare appartiene a uno specifico livello trofico.
Livello trofico - un insieme di organismi che, a seconda del modo in cui mangiano e del tipo di cibo, costituiscono un certo anello della catena alimentare.
I livelli trofici sono generalmente numerati. Il primo livello trofico è costituito da organismi autotrofi - piante (produttori), al secondo livello trofico ci sono animali erbivori (consumatori di primo ordine), al terzo e successivi livelli - carnivori (consumatori di secondo, terzo, ecc. . ordini).
In natura, quasi tutti gli organismi si nutrono non di uno, ma di diversi tipi di cibo. Pertanto, qualsiasi organismo può trovarsi a diversi livelli trofici nella stessa catena alimentare, a seconda della natura dell'alimento. Ad esempio, un falco, mangiando topi, occupa il terzo livello trofico e mangiando serpenti, il quarto. Inoltre, lo stesso organismo può fungere da anello di congiunzione in diverse catene alimentari, collegandole tra loro. Quindi, un falco può mangiare una lucertola, una lepre o un serpente, che fanno parte di diverse catene alimentari.
In natura non si trovano catene di pascoli nella loro forma pura. Sono interconnessi da legami e forme alimentari comuni catena alimentare, O rete di alimentazione. La sua presenza nell'ecosistema contribuisce alla sopravvivenza di organismi con carenza di un certo tipo di cibo a causa della capacità di utilizzare altri alimenti. E più ampia è la diversità delle specie degli individui nell'ecosistema, più catene alimentari nella rete trofica e più stabile è l'ecosistema. La perdita di un anello della catena alimentare non interromperà l'intero ecosistema, poiché è possibile utilizzare fonti alimentari provenienti da altre catene alimentari.
Catene detritiche (catene di decomposizione)- le catene alimentari che iniziano con i detriti, includono alimentatori e decompositori di detriti e terminano con i minerali. Nelle catene detritiche, la sostanza e l'energia dei detriti vengono trasferite tra detritifagi e decompositori attraverso i prodotti della loro attività vitale.
Ad esempio: un uccello morto - larve di mosca - muffe - batteri - minerali. Se il detrito non richiede la distruzione meccanica, si trasforma immediatamente in humus con successiva mineralizzazione.
Grazie alle catene detritiche, il ciclo delle sostanze è chiuso in natura. Le sostanze organiche morte nelle catene detritiche vengono convertite in minerali, che entrano nell'ambiente e da esso vengono assorbite dalle piante (produttori).
Le catene di pascolo si trovano prevalentemente in superficie e le catene di decomposizione - nei livelli sotterranei degli ecosistemi. Il rapporto tra catene pascolive e catene detritiche si realizza attraverso il detrito che penetra nel terreno. Le catene detritiche sono collegate alle catene di pascolo attraverso le sostanze minerali estratte dal suolo dai produttori. A causa dell'interconnessione di pascoli e catene detritiche, nell'ecosistema si forma una complessa rete alimentare che garantisce la costanza dei processi di trasformazione della materia e dell'energia.
Piramidi ecologiche
Il processo di trasformazione della materia e dell'energia nelle catene di pascolo ha determinate regolarità. Ad ogni livello trofico della filiera del pascolo, non tutta la biomassa consumata viene utilizzata per formare la biomassa dei consumatori di questo livello. Una parte significativa di esso viene spesa per i processi vitali degli organismi: movimento, riproduzione, mantenimento della temperatura corporea, ecc. Inoltre, parte del mangime non viene digerito ed entra nel ambiente. In altre parole, la maggior parte della materia e dell'energia in essa contenuta si perde passando da un livello trofico all'altro. La percentuale di digeribilità varia molto e dipende dalla composizione dell'alimento e caratteristiche biologiche organismi. Numerosi studi hanno dimostrato che ad ogni livello trofico della catena alimentare, in media, si perde circa il 90% dell'energia e solo il 10% va al livello successivo. L'ecologo americano R. Lindeman nel 1942 formulò questo modello come Regola del 10%.. Usando questa regola, puoi calcolare la quantità di energia a qualsiasi livello trofico della catena alimentare, se la sua velocità è nota a uno di essi. Con un certo grado di presunzione, questa regola viene utilizzata anche per determinare la transizione della biomassa tra i livelli trofici.
Se ad ogni livello trofico della catena alimentare si determina il numero di individui, o la loro biomassa, o la quantità di energia in essa contenuta, allora diventa ovvio che questi valori diminuiscono man mano che ci si sposta verso la fine della catena alimentare. Questo schema fu stabilito per la prima volta dall'ecologo inglese C. Elton nel 1927. Lo chiamò regola della piramide ecologica e offerto di esprimere graficamente. Se una qualsiasi delle suddette caratteristiche dei livelli trofici è raffigurata come rettangoli con la stessa scala e posti uno sopra l'altro, allora otteniamo piramide ecologica.
Sono noti tre tipi di piramidi ecologiche. Piramide di numeri riflette il numero di individui in ciascun anello della catena alimentare. Tuttavia, nell'ecosistema, il secondo livello trofico ( consumatori di 1° ordine) può essere numericamente più ricco del primo livello trofico ( produttori). In questo caso si ottiene una piramide di numeri invertita. Ciò è dovuto alla partecipazione a tali piramidi di individui di dimensioni non equivalenti. Un esempio è una piramide di numeri, composta da albero deciduo, insetti erbivori, piccoli insettivori e grandi rapaci. piramide della biomassa riflette la quantità di materia organica accumulata ad ogni livello trofico della catena alimentare. La piramide della biomassa negli ecosistemi terrestri è corretta. E nella piramide della biomassa per gli ecosistemi acquatici, la biomassa del secondo livello trofico, di regola, è maggiore della biomassa del primo quando è determinata in un particolare momento. Ma dal momento che i produttori di acqua (fitoplancton) hanno ad alta velocità formazione di prodotti, quindi alla fine la loro biomassa per la stagione sarà ancora maggiore della biomassa dei consumatori di prim'ordine. E questo significa che la regola della piramide ecologica si osserva anche negli ecosistemi acquatici. piramide energetica riflette modelli di dispendio energetico a diversi livelli trofici.
Pertanto, lo stock di materia ed energia accumulato dalle piante nelle catene alimentari del pascolo viene rapidamente consumato (mangiato via), quindi queste catene non possono essere lunghe. Di solito includono da tre a cinque livelli trofici.
Nell'ecosistema, produttori, consumatori e decompositori sono collegati da relazioni trofiche e formano catene alimentari: pascolo e detritico. Nelle catene di pascolo si applicano la regola del 10% e la regola della piramide ecologica. Si possono costruire tre tipi di piramidi ecologiche: i numeri, la biomassa e l'energia.
L'energia del sole gioca un ruolo enorme nella riproduzione della vita. La quantità di questa energia è molto elevata (circa 55 kcal per 1 cm2 all'anno). Di questa quantità, i produttori - piante verdi - come risultato della fotosintesi, non fissano più dell'1-2% di energia, e deserti e oceano - centesimi di punto percentuale.
Il numero di anelli nella catena alimentare può essere diverso, ma di solito ce ne sono 3-4 (raramente 5). Il fatto è che viene fornita così poca energia all'ultimo anello della catena alimentare che non sarà sufficiente se il numero di organismi aumenta.
Riso. 1. Catene alimentari nell'ecosistema terrestre
Viene chiamato l'insieme di organismi uniti da un tipo di cibo e che occupano una certa posizione nella catena alimentare livello trofico. Allo stesso livello trofico appartengono organismi che ricevono energia dal Sole attraverso lo stesso numero di gradini.
La catena alimentare più semplice (o catena alimentare) può essere costituita dal fitoplancton, seguito da crostacei planctonici erbivori più grandi (zooplancton), e la catena termina con una balena (o piccoli predatori) che filtrano questi crostacei dall'acqua.
La natura è complessa. Tutti i suoi elementi, viventi e non viventi, sono un tutto, un complesso di fenomeni ed esseri interagenti e interconnessi adattati l'uno all'altro. Questi sono anelli della stessa catena. E se almeno uno di questi collegamenti viene rimosso dalla catena generale, i risultati potrebbero essere inaspettati.
La rottura delle catene alimentari può avere un impatto particolarmente negativo sulle foreste, siano esse biocenosi forestali della zona temperata o biocenosi della foresta tropicale ricche di diversità di specie. Molte specie di alberi, arbusti o piante erbacee utilizzano i servizi di un particolare impollinatore: api, vespe, farfalle o colibrì che vivono nel raggio di questa specie vegetale. Non appena muore l'ultimo albero in fiore o pianta erbacea, l'impollinatore sarà costretto a lasciare questo habitat. Di conseguenza, i fitofagi (erbivori) che si nutrono di queste piante o frutti dell'albero moriranno. I predatori che cacciano i fitofagi rimarranno senza cibo e quindi i cambiamenti influenzeranno in sequenza il resto della catena alimentare. Di conseguenza, influenzeranno anche una persona, poiché ha il suo posto specifico nella catena alimentare.
Le catene alimentari possono essere suddivise in due tipi principali: pascolo e detritico. Vengono chiamati i prezzi del cibo che iniziano con organismi fotosintetici autotrofi pascolo, O catene alimentari. In cima alla catena dei pascoli ci sono piante verdi. I fitofagi si trovano solitamente al secondo livello della catena del pascolo; animali che mangiano piante. Un esempio di catena alimentare del pascolo è la relazione tra organismi in un prato alluvionale. Una tale catena inizia con una pianta fiorita di prato. L'anello successivo è una farfalla che si nutre del nettare di un fiore. Poi arriva l'abitante degli habitat umidi: la rana. La sua colorazione protettiva gli consente di aspettare la vittima, ma non la salva da un altro predatore: la comune biscia. L'airone, catturato il serpente, chiude la catena alimentare nel prato alluvionale.
Se la catena alimentare inizia con resti di piante morte, cadaveri ed escrementi di animali - detriti, si chiama detriti, O catena di decomposizione. Il termine "detrito" indica un prodotto di decadimento. È preso in prestito dalla geologia, dove i prodotti della distruzione delle rocce sono chiamati detriti. In ecologia, il detrito è la materia organica coinvolta nel processo di decomposizione. Tali catene sono caratteristiche delle comunità del fondo di laghi e oceani profondi, dove molti organismi si nutrono di detriti formati da organismi morti provenienti dagli strati superiori illuminati del serbatoio.
Nelle biocenosi forestali, la catena detritica inizia con la decomposizione della materia organica morta da parte degli animali saprofagi. Gli invertebrati del suolo (artropodi, vermi) e i microrganismi prendono la parte più attiva nella decomposizione della materia organica. Esistono anche grandi saprofagi - insetti che preparano il substrato per organismi che svolgono processi di mineralizzazione (per batteri e funghi).
Contrariamente alla catena del pascolo, la dimensione degli organismi non aumenta spostandosi lungo la catena detritica, ma, al contrario, diminuisce. Quindi, gli insetti scavatori di tombe possono stare al secondo livello. Ma la maggior parte rappresentanti tipici catena detritica sono funghi e microrganismi che si nutrono di materia morta e completano il processo di decomposizione bioorganica allo stato delle sostanze minerali e organiche più semplici, che vengono poi consumate in forma disciolta dalle radici delle piante verdi al vertice della catena del pascolo, iniziando così nuovo cerchio movimento della materia.
In alcuni ecosistemi predominano le catene pascolive, in altri le catene detritiche. Ad esempio, una foresta è considerata un ecosistema dominato da catene detritiche. Nell'ecosistema del ceppo in decomposizione, non esiste alcuna catena di pascolo. Allo stesso tempo, ad esempio, negli ecosistemi della superficie marina, quasi tutti i produttori rappresentati dal fitoplancton vengono consumati dagli animali e i loro cadaveri affondano sul fondo, ad es. abbandonare l'ecosistema pubblicato. Questi ecosistemi sono dominati dal pascolo o dalle catene alimentari del pascolo.
Regola generale riguardante qualsiasi la catena alimentare, afferma: ad ogni livello trofico della comunità, la maggior parte dell'energia assorbita con il cibo viene spesa per il mantenimento della vita, dissipata e non può più essere utilizzata da altri organismi. Pertanto, il cibo consumato a ciascun livello trofico non è completamente assimilato. Una parte significativa di esso viene spesa per il metabolismo. Quando si passa a ciascun anello successivo della catena alimentare totale l'energia utilizzabile trasferita al successivo livello trofico superiore è ridotta.
