Gyvūnų maisto grandinės pavyzdžiai. Pamokos tema „Maisto grandinės“
Kas ką valgo
Sukurti maitinimo grandinė pasakojant apie dainos „Žolėje žiogas sėdėjo“ herojus
Gyvūnai, mintantys augaliniu maistu, vadinami žolėdžiais. Tie gyvūnai, kurie minta vabzdžiais, vadinami vabzdžiaėdžiais. Didesnį grobį sumedžioja plėšrieji gyvūnai, arba plėšrūnai. Plėšrūnais laikomi ir kitus vabzdžius mintantys vabzdžiai. Galiausiai yra visaėdžiai gyvūnai (jie minta ir augaliniu, ir gyvuliniu maistu).
Į kokias grupes gyvūnus galima suskirstyti pagal jų maitinimosi būdą? Užpildykite diagramą.
Maisto grandinės
Gyvosios būtybės yra tarpusavyje susijusios maisto grandinėje. Pavyzdžiui: Miške auga drebulės. Kiškiai minta jų žieve. Kiškis gali pagauti ir suėsti vilkas. Pasirodo tokia mitybos grandinė: drebulė – kiškis – vilkas.
Sukurkite ir rašykite maisto grandines.
a) voras, starkis, musė
Atsakymas: musė – voras – starkis
b) gandras, musė, varlė
Atsakymas: musė – varlė – gandras
c) pelė, grūdas, pelėda
Atsakymas: grūdas – pelėda – pelėda
d) šliužas, grybas, varlė
Atsakymas: grybas – šliužas – varlė
e) vanagas, burundukas, guzas
Atsakymas: guzas - burundukas - vanagas
Skaityti trumpi tekstai apie gyvūnus iš knygos „Su meile gamtai“. Nustatykite ir užsirašykite gyvūninio maisto rūšį.
Rudenį barsukas pradeda ruoštis žiemai. Jis valgo ir labai storėja. Maistu jam pasitarnauja viskas, kas pasitaiko: vabalai, šliužai, driežai, varlės, pelės, o kartais net ir maži kiškiai. Jis valgo ir miško uogas, ir vaisius.
Atsakymas: visaėdis barsukas
Žiemą lapė po sniegu gaudo peles, kartais kurapkas. Kartais ji medžioja kiškius. Tačiau kiškiai bėga greičiau už lapę ir gali nuo jos pabėgti. Žiemą lapės priartėja prie žmonių gyvenviečių ir puola naminius paukščius.
Atsakymas: mėsėdė lapė
Vasaros pabaigoje ir rudenį voverė renka grybus. Ji bado juos ant medžių šakų, kad išdžiūtų grybai. O voverė kiša riešutus ir giles į įdubas ir plyšius. Visa tai jai pravers žiemos badu.
Atsakymas: žolėdis voverė
Vilkas yra pavojingas gyvūnas. Vasarą jis puola įvairius gyvūnus. Taip pat minta pelėmis, varlėmis, driežais. Griauna paukščių lizdus ant žemės, lesa kiaušinius, jauniklius, paukščius.
Atsakymas: mėsėdis vilkas
Meška laužo supuvusius kelmus ir ieško riebių miško vabalų bei kitų mediena mintančių vabzdžių lervų. Jis valgo viską: gaudo varles, driežus, žodžiu, ką tik pasitaiko. Kasa iš žemės augalų svogūnėlius ir gumbus. Uogynuose dažnai galima sutikti mešką, kur jis godžiai uogauja. Kartais alkanas lokys užpuola briedžius, elnius.
Atsakymas: visaėdis lokys
Pagal ankstesnės užduoties tekstus sudarykite ir užrašykite kelias mitybos grandines.
1. braškė - šliužas - barsukas
2. medžio žievė – kiškis – lapė
3. grūdas – paukštis – vilkas
4. mediena - vabalo lervos - medkirtys - lokys
5. jauni medžių ūgliai – elnias – lokys
Sukurkite maisto grandinę naudodami paveikslėlius.
Gyviems organizmams išgyventi reikia energijos ir maistinių medžiagų. Autotrofai fotosintezės procese transformuoti saulės spinduliuojamą energiją, sintetinant organines medžiagas iš anglies dioksido ir vandens.
Heterotrofai jie šias organines medžiagas naudoja mitybos procese, ilgainiui vėl suskaido iki anglies dvideginio ir vandens, o jose sukaupta energija išleidžiama įvairiems organizmų gyvybės procesams. Taigi saulės šviesos energija paverčiama chemine energija organinės medžiagos, o paskui į mechaninius ir terminius.
Visus gyvus organizmus ekologinėje sistemoje pagal mitybos tipą galima suskirstyti į tris funkcines grupes – gamintojus, vartotojus, skaidytojus.
1. Gamintojai– Tai žalieji autotrofiniai augalai, kurie iš neorganinių gamina organines medžiagas ir geba kaupti saulės energiją.
2. Vartotojai– Tai heterotrofiniai gyvūnai, vartojantys jau paruoštas organines medžiagas. Pirmos eilės vartotojai gali naudoti augalų (žolėdžių) organines medžiagas. Heterotrofai, naudojantys gyvulinį maistą, skirstomi į II, III eilės ir kt. vartotojus (mėsėdžius). Visos jos naudoja gamintojų organinėse medžiagose sukauptą cheminių ryšių energiją.
3. Reduktoriai– Tai heterotrofiniai mikroorganizmai, grybai, ardantys ir mineralizuojantys organines liekanas. Taigi skaidytojai tarsi užbaigia medžiagų ciklą, sudarydami neorganines medžiagas, kurios patenka į naują ciklą.
Saulė suteikia nuolatinį energijos tiekimą, o gyvi organizmai ilgainiui ją išsklaido šilumos pavidalu. Gyvybinės organizmų veiklos procese vyksta nuolatinė energijos ir medžiagų cirkuliacija, kiekviena rūšis sunaudoja tik dalį energijos, esančios organinėse medžiagose. Dėl to yra maitinimo grandinės - maisto grandinės, maisto grandinės, vaizduojančių seką rūšių, kurios iš pirminės maistinės medžiagos išskiria organines medžiagas ir energiją, o kiekviena ankstesnė grandis tampa maistu kitai (98 pav.).
Ryžiai. 98. Bendra schema maisto grandinė
Kiekvienoje grandyje didžioji dalis energijos išleidžiama šilumos pavidalu, prarandama, o tai riboja grandinės grandžių skaičių. Tačiau dauguma grandinių prasideda augalu ir baigiasi plėšrūnu, o didžiausiu. Skaidytojai sunaikina organines medžiagas visais lygmenimis ir yra paskutinė maisto grandinės grandis.
Sumažėjus energijai kiekviename lygmenyje, mažėja biomasė. Trofinė grandinė paprastai turi ne daugiau kaip penkis lygius ir yra ekologiška piramidė, plataus pagrindo apačioje ir smailėjančia į viršų (99 pav.).
Ryžiai. 99. Supaprastinta ekologinės biomasės piramidės (1) ir skaičių piramidės (2) diagrama
Ekologinės piramidės taisyklė atspindi modelį, pagal kurį bet kurioje ekosistemoje kiekvienos kitos grandies biomasė yra 10 kartų mažesnė nei ankstesnės.
Yra trys ekologinių piramidžių tipai:
Piramidė, rodanti individų skaičių kiekviename maisto grandinės lygyje skaičių piramidė;
Kiekviename lygyje susintetintos organinės medžiagos biomasės piramidė - masės piramidė(biomasė);
- energijos piramidė, rodantis energijos srauto kiekį. Paprastai maisto grandinė susideda iš 3-4 grandžių:
augalas → kiškis → vilkas;
augalas → pelėnas → lapė → erelis;
augalas → vikšras → zylė → vanagas;
augalas → goferis → angis → erelis.
Tačiau realiomis sąlygomis ekosistemose įvairios mitybos grandinės susikerta viena su kita, sudarydamos šakotus tinklus. Beveik visi gyvūnai, išskyrus retus specializuoti tipai, naudoti įvairių šaltinių maistas. Todėl, jei viena grandinės grandis iškrenta, sistemoje nėra jokių trikdžių. Kuo didesnė rūšių įvairovė ir turtingesni maisto tinklai, tuo stabilesnė biocenozė.
Biocenozėse išskiriami du mitybos tinklų tipai: ganyklos ir detritaliniai.
1. IN ganyklų maisto tinklas energijos srautas iš augalų eina pas žolėdžius gyvūnus, o vėliau pas aukštesnės eilės vartotojus. Tai valgymo tinklas. Nepriklausomai nuo biocenozės ir buveinės dydžio, žolėdžiai gyvūnai (sausumos, vandens, dirvožemio) ganosi, valgo žalius augalus ir perduoda energiją į kitus lygius (100 pav.).
Ryžiai. 100. Ganyklų maisto tinklas sausumos biocenozėje
2. Jei energijos srautas prasideda nuo negyvų augalų ir gyvūnų liekanų, ekskrementų ir patenka į pirminį detritivoriai - skaidytojai, dalinai suyrančios organinės medžiagos, tada toks mitybos tinklas vadinamas detritas, arba irimo tinklas(101 pav.). Pirminiai detritofagai yra mikroorganizmai (bakterijos, grybai), smulkūs gyvūnai (kirminai, vabzdžių lervos).
Ryžiai. 101. detrito maisto grandinė
Abu trofinės grandinės tipai yra sausumos biogeocenozėse. Vandens bendrijose vyrauja ganyklų grandinė. Abiem atvejais energija visiškai išnaudojama.
Maisto grandinės sudaro laukinės gamtos santykių pagrindą, tačiau ryšiai su maistu nėra vienintelis organizmų santykių tipas. Kai kurios rūšys gali dalyvauti kitų rūšių paplitime, dauginantis, sklaidoje, sudaryti tinkamas sąlygas joms egzistuoti. Visi gausūs ir įvairūs ryšiai tarp gyvų organizmų ir aplinkos užtikrina rūšių egzistavimą stabilioje, savireguliuojančioje ekosistemoje.
| |
§ 71. Ekologinės sistemos§ 73. Biocenozių savybės ir struktūra
28 klausimas. Maisto grandinė. Maisto grandinių tipai.
MITYBOS GRANDINĖ(trofinė grandinė, maisto grandinė), organizmų ryšys per maisto – vartotojo ryšį (vieni tarnauja kaip maistas kitiems). Šiuo atveju materijos ir energijos transformacija iš gamintojų(pirminiai gamintojai) per vartotojai(vartotojai) į skaidytojai(negyvas organines medžiagas paverčia neorganinėmis, gamintojų virškinamomis medžiagomis). Yra 2 maitinimo grandinių tipai – ganyklų ir nuolaužų. Ganyklų grandinė prasideda nuo žalių augalų, eina į ganomus žolėdžius gyvūnus (1-osios eilės vartotojus), o vėliau - į plėšrūnus, kurie grobia šiuos gyvūnus (priklausomai nuo vietos grandinėje - 2 ir vėlesnių eilių vartotojai). Detritų grandinė prasideda nuo detrito (organinio skilimo produkto), patenka į juo mintančius mikroorganizmus, o vėliau į detrito tiekėjus (gyvūnus ir mikroorganizmus, dalyvaujančius mirštančios organinės medžiagos irimo procese).
Ganyklų grandinės pavyzdys yra jos kelių kanalų modelis Afrikos savanoje. Pirminiai gamintojai yra žolės ir medžiai, 1 eilės vartotojai – žolėdžiai vabzdžiai ir žolėdžiai gyvūnai (kanopiniai gyvūnai, drambliai, raganosiai ir kt.), II eilės – plėšrieji vabzdžiai, 3 eilės – mėsėdžiai ropliai (gyvatės ir kt.), 4 – plėšrūs žinduoliai. ir plėšrieji paukščiai. Savo ruožtu detritivorai (skarabiniai vabalai, hienos, šakalai, grifai ir kt.) kiekviename ganyklų grandinės etape naikina negyvų gyvūnų gaišenas ir plėšrūnų maisto likučius. Į maisto grandinę patenkančių individų skaičius nuosekliai mažėja kiekvienoje jos grandyje (ekologinės piramidės taisyklė), t.y. aukų skaičius kiekvieną kartą gerokai viršija jų vartotojų skaičių. Maisto grandinės nėra izoliuotos viena nuo kitos, o susipynusios viena su kita, sudarydamos maisto tinklus.
29 klausimas Kam naudojamos ekologinės piramidės?Įvardinkite jas.
ekologinė piramidė- grafiniai visų lygių gamintojų ir vartotojų (žolėdžių, plėšrūnų; kitais plėšrūnais mintančių rūšių) santykių vaizdai ekosistemoje.
Amerikiečių zoologas Charlesas Eltonas 1927 metais pasiūlė schematiškai pavaizduoti šiuos santykius.
Schemoje kiekvienas lygis rodomas kaip stačiakampis, kurio ilgis arba plotas atitinka mitybos grandinės grandies (Eltono piramidės) skaitines reikšmes, jų masę arba energiją. Tam tikra seka išdėstyti stačiakampiai sukuria įvairių formų piramides.
Piramidės pagrindas yra pirmasis trofinis lygis – gamintojų lygis, tolesnius piramidės aukštus formuoja kiti maisto grandinės lygmenys – įvairių užsakymų vartotojai. Visų piramidės blokų aukštis yra vienodas, o ilgis proporcingas skaičiui, biomasei ar energijai atitinkamame lygyje.
Ekologinės piramidės išskiriamos priklausomai nuo rodiklių, kurių pagrindu piramidė statoma. Tuo pačiu metu visoms piramidėms yra nustatyta pagrindinė taisyklė, pagal kurią bet kurioje ekosistemoje yra daugiau augalų nei gyvūnų, žolėdžių nei mėsėdžių, vabzdžių nei paukščių.
Remiantis ekologinės piramidės taisykle, galima nustatyti arba apskaičiuoti skirtingų augalų ir gyvūnų rūšių kiekybinius santykius natūraliose ir dirbtinai sukurtose ekologinėse sistemose. Pavyzdžiui, 1 kg jūros gyvūno (ruonio, delfino) masės reikia 10 kg suėstos žuvies, o šiems 10 kg jau reikia 100 kg jų maisto – vandens bestuburių, kuriems, savo ruožtu, reikia suėsti 1000 kg. dumbliai ir bakterijos, kad susidarytų tokia masė. Tokiu atveju ekologinė piramidė bus stabili.
Tačiau, kaip žinote, kiekvienai taisyklei yra išimčių, į kurias bus atsižvelgta kiekvieno tipo ekologinėse piramidėse.
Pirmosios ekologinės schemos piramidžių pavidalu buvo pastatytos XX amžiaus dvidešimtajame dešimtmetyje. Charlesas Eltonas. Jie buvo pagrįsti daugelio įvairaus dydžio gyvūnų stebėjimais lauke. Eltonas į juos neįtraukė pirminių gamintojų ir nedarė jokio skirtumo tarp detritofagų ir skaidytojų. Tačiau jis pastebėjo, kad plėšrūnai dažniausiai būna didesni už grobį, ir suprato, kad toks santykis itin specifinis tik tam tikroms dydžio klasėms gyvūnams. 1940-aisiais amerikiečių ekologas Raymondas Lindemanas pritaikė Eltono idėją trofiniams lygiams, abstrahuodamas nuo konkrečių juos sudarančių organizmų. Tačiau jei gyvūnus lengva suskirstyti į dydžio klases, tada nustatyti, kuriam trofiniam lygiui jie priklauso, yra daug sunkiau. Bet kokiu atveju tai galima padaryti tik labai supaprastintu ir apibendrintu būdu. Mitybos santykis ir energijos perdavimo efektyvumas biotiniame ekosistemos komponente tradiciškai vaizduojami kaip laiptuotos piramidės. Tai suteikia aiškų pagrindą lyginti: 1) skirtingas ekosistemas; 2) tos pačios ekosistemos sezoninės būsenos; 3) skirtingos fazės ekosistemos pokyčiai. Yra trys piramidžių tipai: 1) skaičių piramidės, pagrįstos kiekvieno trofinio lygio organizmų skaičiavimu; 2) biomasės piramidės, kuriose naudojama bendra kiekvieno trofinio lygio organizmų masė (dažniausiai sausoji); 3) energijos piramidės, atsižvelgiant į kiekvieno trofinio lygio organizmų energijos intensyvumą.
Ekologinių piramidžių rūšys
skaičių piramidės- kiekviename lygyje atskirų organizmų skaičius atidedamas
Skaičių piramidė atspindi aiškų Eltono atrastą modelį: asmenų, kurie sudaro nuoseklią gamintojų ir vartotojų sąsajų seriją, skaičius nuolat mažėja (3 pav.).
Pavyzdžiui, norint pamaitinti vieną vilką, reikia bent kelių kiškių, kuriuos jis galėtų sumedžioti; norint šerti šiuos kiškius reikia gana daug įvairių augalų. Tokiu atveju piramidė atrodys kaip trikampis plačiu pagrindu, siaurėjančiu į viršų.
Tačiau tokia skaičių piramidės forma būdinga ne visoms ekosistemoms. Kartais jie gali būti apversti arba apversti. Tai taikoma miško maisto grandinėms, kai medžiai yra gamintojai, o vabzdžiai - pagrindiniai vartotojai. Šiuo atveju pirminių vartotojų lygis yra skaitiškai turtingesnis nei gamintojų lygis (vienu medžiu minta daug vabzdžių), todėl skaičių piramidės yra mažiausiai informatyvios ir mažiausiai orientacinės, t.y. to paties trofinio lygio organizmų skaičius labai priklauso nuo jų dydžio.
biomasės piramidės- apibūdina bendrą sausą arba šlapią organizmų masę tam tikrame trofiniame lygyje, pavyzdžiui, masės vienetais ploto vienetui - g / m 2, kg / ha, t / km 2 arba tūriui - g / m 3 (pav. . 4)
Paprastai antžeminėse biocenozėse bendra gamintojų masė yra didesnė už kiekvieną paskesnę grandį. Savo ruožtu bendra pirmos eilės vartotojų masė yra didesnė nei antros eilės vartotojų ir pan.
Tokiu atveju (jei organizmai per daug nesiskiria dydžiu), piramidė taip pat atrodys kaip trikampis plačiu į viršų siaurėjančiu pagrindu. Tačiau yra reikšmingų šios taisyklės išimčių. Pavyzdžiui, jūrose žolėdžių zooplanktono biomasė yra žymiai (kartais 2–3 kartus) didesnė nei fitoplanktono, kurį daugiausia sudaro vienaląsčiai dumbliai, biomasė. Tai paaiškinama tuo, kad zooplanktonas dumblius labai greitai suryja, tačiau labai didelis jų ląstelių dalijimosi greitis apsaugo juos nuo visiško valgymo.
Apskritai sausumos biogeocenozėms, kuriose gamintojai yra dideli ir gyvena gana ilgai, būdingos gana stabilios piramidės su plačiu pagrindu. Vandens ekosistemose, kur gamintojai yra mažo dydžio ir jų gyvavimo ciklai trumpi, biomasės piramidė gali būti apversta arba apversta (nukreipta žemyn). Taigi ežeruose ir jūrose augalų masė vartotojų masę viršija tik žydėjimo laikotarpiu (pavasarį), o likusiu metų laiku situacija gali pasikeisti.
Skaičių ir biomasės piramidės atspindi sistemos statiką, t.y., apibūdina organizmų skaičių arba biomasę tam tikru laikotarpiu. Jie nesuteikia visos informacijos apie trofinę ekosistemos struktūrą, nors leidžia išspręsti nemažai praktinių problemų, ypač susijusių su ekosistemų stabilumo palaikymu.
Skaičių piramidė leidžia, pavyzdžiui, apskaičiuoti leistiną žuvų sugavimo ar nušauto žvėrių vertę medžioklės laikotarpiu be pasekmių normaliam jų dauginimuisi.
energijos piramidės- rodo energijos srauto arba produktyvumo dydį nuosekliais lygiais (5 pav.).
Skirtingai nuo skaičių ir biomasės piramidės, atspindinčios sistemos statiką (organizmų skaičių tam tikru momentu), energijos piramidė, atspindinti maisto masės (energijos kiekio) judėjimo greitį. ) per kiekvieną maisto grandinės trofinį lygį suteikia išsamiausią bendruomenių funkcinės organizacijos vaizdą.
Šios piramidės formai įtakos neturi individų metabolizmo dydžio ir intensyvumo pokyčiai, o jei bus atsižvelgta į visus energijos šaltinius, piramidė visada turės tipišką išvaizdą su plačiu pagrindu ir smailėjančia viršūne. Statant energijos piramidę prie jos pagrindo dažnai pridedamas stačiakampis, rodantis saulės energijos antplūdį.
1942 metais amerikiečių ekologas R. Lindemanas suformulavo energijų piramidės dėsnį (10 procentų dėsnį), pagal kurį vidutiniškai apie 10% energijos, kurią gauna ankstesnis ekologinės piramidės lygis, praeina iš vienos. trofinio lygio per maisto grandines į kitą trofinį lygį. Likusi energijos dalis prarandama šiluminės spinduliuotės, judėjimo ir kt. Organizmai dėl medžiagų apykaitos procesų praranda apie 90% visos energijos, kuri sunaudojama gyvybinei veiklai palaikyti kiekvienoje maisto grandinės grandyje.
Jei kiškis suvalgytų 10 kg augalinės medžiagos, jo paties svoris galėtų padidėti 1 kg. Lapė ar vilkas, suėdęs 1 kg kiškio, jo masę padidina tik 100 g. Sumedėjusiuose augaluose ši proporcija gerokai mažesnė dėl to, kad medieną organizmai blogai pasisavina. Žolėms ir dumbliams ši vertė yra daug didesnė, nes jie neturi sunkiai virškinamų audinių. Tačiau bendras energijos perdavimo proceso dėsningumas išlieka: per viršutinius trofinius lygius praeina daug mažiau energijos nei per žemesniuosius.
Pagrindinė ekosistemos egzistavimo sąlyga – medžiagų cirkuliacijos palaikymas ir energijos transformacija. Jis teikiamas dėka trofinis (maistas) ryšiai tarp rūšių, priklausančių skirtingoms funkcinėms grupėms. Būtent šių ryšių pagrindu organinės medžiagos, kurias gamintojai susintetina iš mineralinių medžiagų, absorbuojant saulės energiją, perduodamos vartotojams ir vyksta cheminės transformacijos. Dėl gyvybinės daugiausia skaidytojų veiklos, pagrindinės biogeninės medžiagos atomai cheminiai elementai iš organinių medžiagų pereina į neorganines (CO 2, NH 3, H 2 S, H 2 O). Tada gamintojai naudoja neorganines medžiagas, kad iš jų sukurtų naujas organines medžiagas. Ir jie vėl įtraukiami į ciklą padedami prodiuserių. Jei šios medžiagos nebūtų naudojamos pakartotinai, gyvybė Žemėje būtų neįmanoma. Juk gamintojų įsisavinamų medžiagų atsargos gamtoje nėra neribotos. Norint įgyvendinti visavertį medžiagų ciklą ekosistemoje, turi būti prieinamos visos trys funkcinės organizmų grupės. Ir tarp jų turi būti nuolatinė sąveika trofinių ryšių forma, formuojant trofines (maisto) grandines arba maisto grandines.
Maisto grandinė (maisto grandinė) – tai organizmų seka, kurioje vyksta laipsniškas medžiagos ir energijos perdavimas iš šaltinio (ankstesnė grandis) vartotojui (kita grandis).
Tokiu atveju vienas organizmas gali valgyti kitą, suvalgyti jo negyvas liekanas ar atliekas. Priklausomai nuo pradinio medžiagos ir energijos šaltinio tipo, mitybos grandinės skirstomos į du tipus: ganyklų (ganymo grandinės) ir detritines (skilimo grandinės).
Ganyklų grandinės (ganymo grandinės)- maisto grandinės, kurios prasideda nuo gamintojų ir apima įvairių užsakymų vartotojus. IN bendras vaizdas ganyklų grandinė gali būti parodyta pagal šią diagramą:
Gamintojai -> 1 eilės vartotojai -> 2 eilės vartotojai -> 3 eilės vartotojai
Pavyzdžiui: 1) pievų mitybos grandinė: pievų dobilas – drugelis – varlė – gyvatė; 2) rezervuaro mitybos grandinė: chlamidomonos – dafnijos – dafnijos – lydekos. Rodyklės diagramoje rodo medžiagos ir energijos perdavimo maisto grandinėje kryptį.
Kiekvienas organizmas maisto grandinėje priklauso tam tikram trofiniam lygiui.
Trofinis lygis – organizmų visuma, kuri, priklausomai nuo mitybos būdo ir maisto rūšies, sudaro tam tikrą maisto grandinės grandį.
Trofiniai lygiai paprastai yra sunumeruoti. Pirmąjį trofinį lygį sudaro autotrofiniai organizmai – augalai (gamintojai), antrame trofiniame lygyje yra žolėdžiai gyvūnai (pirmos eilės vartotojai), trečiame ir vėlesniame lygyje – mėsėdžiai (antrojo, trečiojo ir kt. vartotojai). . įsakymai).
Gamtoje beveik visi organizmai minta ne vienu, o kelių rūšių maistu. Todėl bet kuris organizmas gali būti skirtinguose trofiniuose lygiuose toje pačioje maisto grandinėje, priklausomai nuo maisto pobūdžio. Pavyzdžiui, vanagas, valgantis peles, užima trečią trofinį lygį, o valgantis gyvates – ketvirtą. Be to, tas pats organizmas gali būti skirtingų mitybos grandinių grandis, jas sujungdamas. Taigi, vanagas gali valgyti driežą, kiškį ar gyvatę, kurios yra skirtingų mitybos grandinių dalis.
Gamtoje ganyklų grandinės gryna forma nerandamos. Juos jungia bendri maisto ryšiai ir forma maisto tinklas, arba elektros tinklas. Jo buvimas ekosistemoje prisideda prie organizmų, kuriems trūksta tam tikros rūšies maisto, išlikimo dėl galimybės naudoti kitą maistą. Ir kuo didesnė individų rūšių įvairovė ekosistemoje, tuo daugiau maisto grandinių maisto tinkle ir tuo stabilesnė ekosistema. Vienos maisto grandinės grandies praradimas nesuardys visos ekosistemos, nes gali būti naudojami maisto šaltiniai iš kitų maisto grandinių.
Detrito grandinės (skilimo grandinės)- maisto grandinės, kurios prasideda detritu, apima detrito tiekėjus ir skaidytojus ir baigiasi mineralais. Detrito grandinėse detrito medžiaga ir energija perduodama tarp detritofagų ir skaidytojų per jų gyvybinės veiklos produktus.
Pavyzdžiui: negyvas paukštis – musės lervos – pelėsiniai grybai – bakterijos – mineralai. Jei detritui nereikia mechaninio sunaikinimo, tada jis iš karto virsta humusu ir vėliau mineralizuojasi.
Dėl nuolaužų grandinių medžiagų ciklas gamtoje yra uždaras. Negyvos organinės medžiagos detritalinėse grandinėse virsta mineralais, kurios patenka į aplinką, o iš jos pasisavina augalai (gamintojai).
Ganyklų grandinės daugiausia išsidėsčiusios antžeminėse, o irimo grandinės – požeminėse ekosistemų pakopose. Ryšys tarp ganyklų grandinių ir nuolaužų grandinių vyksta per į dirvą patenkantį detritą. Detrito grandinės su ganyklomis jungiamos per mineralines medžiagas, kurias iš dirvožemio išgauna gamintojai. Dėl ganyklų ir nuolaužų grandinių sujungimo ekosistemoje susidaro sudėtingas mitybos tinklas, užtikrinantis medžiagos ir energijos virsmo procesų pastovumą.
Ekologinės piramidės
Medžiagos ir energijos virsmo procesas ganyklų grandinėse turi tam tikrus dėsningumus. Kiekviename ganyklų grandinės trofiniame lygyje ne visa suvalgyta biomasė panaudojama tokio lygio vartotojų biomasei formuoti. Nemaža jo dalis išleidžiama gyvybiniams organizmų procesams: judėjimui, dauginimuisi, kūno temperatūros palaikymui ir kt. Be to, dalis pašaro nesuvirškinama ir patenka į aplinką. Kitaip tariant, pereinant iš vieno trofinio lygio į kitą prarandama didžioji dalis materijos ir joje esančios energijos. Virškinamumo procentas labai skiriasi ir priklauso nuo maisto sudėties ir biologinės savybės organizmai. Daugybė tyrimų parodė, kad kiekviename maisto grandinės trofiniame lygyje vidutiniškai prarandama apie 90% energijos ir tik 10% pereina į kitą lygį. Amerikiečių ekologas R. Lindemanas 1942 m. suformulavo šį modelį kaip 10% taisyklė. Naudodami šią taisyklę galite apskaičiuoti energijos kiekį bet kuriame maisto grandinės trofiniame lygyje, jei žinoma jo norma viename iš jų. Darant tam tikrą prielaidą, ši taisyklė taip pat naudojama nustatant biomasės perėjimą tarp trofinių lygių.
Jei kiekviename maisto grandinės trofiniame lygmenyje nustatomas individų skaičius ar jų biomasė, ar joje esančios energijos kiekis, tai tampa akivaizdu, kad judant maisto grandinės pabaigai šios reikšmės mažėja. Pirmą kartą šį modelį 1927 m. nustatė anglų ekologas C. Eltonas. Jis jį pavadino ekologinės piramidės taisyklė ir pasiūlė išreikšti grafiškai. Jei kuri nors iš aukščiau išvardytų trofinių lygių charakteristikų yra pavaizduota kaip stačiakampiai su ta pačia skale ir išdėstyta vienas virš kito, tada gauname ekologinė piramidė.
Yra žinomi trys ekologinių piramidžių tipai. Skaičių piramidė atspindi asmenų skaičių kiekvienoje maisto grandinės grandyje. Tačiau ekosistemoje antrasis trofinis lygis ( 1 eilės vartotojų) gali būti skaitiškai turtingesnis nei pirmasis trofinis lygis ( gamintojų). Tokiu atveju gaunama apversta skaičių piramidė. Taip yra dėl to, kad tokiose piramidėse dalyvauja asmenys, kurie nėra lygiaverčio dydžio. Pavyzdys yra skaičių piramidė, susidedanti iš lapuočių medis, lapus mintantys vabzdžiai, smulkūs vabzdžiaėdžiai ir dideli plėšrieji paukščiai. biomasės piramidė atspindi kiekviename maisto grandinės trofiniame lygmenyje susikaupusių organinių medžiagų kiekį. Biomasės piramidė sausumos ekosistemose yra teisinga. O vandens ekosistemų biomasės piramidėje antrojo trofinio lygio biomasė, kaip taisyklė, yra didesnė už pirmojo biomasę, kai ji nustatoma konkrečiu momentu. Bet kadangi vandens gamintojai (fitoplanktonas) turi didelis greitis gaminių susidarymą, tai galiausiai jų sezono biomasė vis tiek bus didesnė nei pirmos eilės vartotojų biomasė. O tai reiškia, kad ekologinės piramidės taisyklė laikomasi ir vandens ekosistemose. energijos piramidė atspindi skirtingų trofinių lygių energijos sąnaudų modelius.
Taigi ganyklų mitybos grandinėse augalų sukauptos medžiagos ir energijos atsargos greitai sunaudojamos (suvalgomos), todėl šios grandinės negali būti ilgos. Paprastai jie apima nuo trijų iki penkių trofinių lygių.
Ekosistemoje gamintojai, vartotojai ir skaidytojai yra susieti trofiniais ryšiais ir sudaro maisto grandines: ganyklą ir nuolaužas. Ganyklų grandinėse galioja 10% taisyklė ir ekologinės piramidės taisyklė. Galima statyti trijų tipų ekologines piramides: skaičių, biomasės ir energijos.
Saulės energija vaidina didžiulį vaidmenį gyvybės atkūrime. Šios energijos kiekis labai didelis (apie 55 kcal 1 cm2 per metus). Iš šio kiekio gamintojai – žalieji augalai – fotosintezės rezultate fiksuoja ne daugiau kaip 1–2% energijos, o dykumos ir vandenynas – šimtąsias procento dalis.
Maisto grandinės grandžių skaičius gali būti skirtingas, tačiau dažniausiai jų būna 3-4 (rečiau – 5). Faktas yra tas, kad tiek mažai energijos tiekiama paskutinei maisto grandinės grandinei, kad jos nepakaks, jei organizmų skaičius padidės.
Ryžiai. 1. Maisto grandinės sausumos ekosistemoje
Organizmų, kuriuos vienija vienos rūšies maistas ir užima tam tikrą vietą maisto grandinėje, visuma vadinama trofinis lygis. Organizmai, kurie energiją gauna iš Saulės per tą patį žingsnių skaičių, priklauso tam pačiam trofiniam lygiui.
Paprasčiausią mitybos grandinę (arba maisto grandinę) gali sudaryti fitoplanktonas, po kurio seka didesni žolėdžiai planktoniniai vėžiagyviai (zooplanktonas), o grandinė baigiasi banginiu (arba smulkiais plėšrūnais), kurie filtruoja šiuos vėžiagyvius iš vandens.
Gamta sudėtinga. Visi jo elementai, gyvieji ir negyvieji, yra viena visuma, sąveikaujančių ir tarpusavyje susijusių reiškinių ir vienas kitam pritaikytų būtybių kompleksas. Tai yra tos pačios grandinės nuorodos. Ir jei bent viena tokia grandis bus pašalinta iš bendros grandinės, rezultatai gali būti netikėti.
Nutrūkusios mitybos grandinės gali turėti ypač neigiamą poveikį miškams, nesvarbu, ar tai būtų vidutinio klimato juostos miško biocenozės, ar atogrąžų miškų biocenozės, kuriose gausu rūšių įvairovės. Daugelis medžių, krūmų ar žolinių augalų rūšių naudojasi konkretaus apdulkintojo paslaugomis – bičių, vapsvų, drugelių ar kolibrių, gyvenančių šios augalų rūšies arealo ribose. Kai tik paskutinis žydintis medis ar žolinis augalas miršta, apdulkintojas bus priverstas palikti šią buveinę. Dėl to fitofagai (žolėdžiai gyvūnai), mintantys šiais augalais ar medžio vaisiais, mirs. Plėšrūnai, medžiojantys fitofagus, liks be maisto, o tada pokyčiai paeiliui paveiks likusią mitybos grandinės dalį. Dėl to jie turės įtakos ir žmogui, nes jis turi savo specifinę vietą maisto grandinėje.
Maisto grandines galima suskirstyti į dvi pagrindines rūšis: ganomas ir detritines. Maisto kainos, kurios prasideda autotrofiniais fotosintetiniais organizmais, vadinamos ganykla, arba valgymo grandinės. Ganyklų grandinės viršuje yra žali augalai. Fitofagai dažniausiai randami antrame ganyklų grandinės lygyje; gyvūnai, valgantys augalus. Ganyklų mitybos grandinės pavyzdys yra organizmų ryšys užliejamoje pievoje. Tokia grandinė prasideda nuo pievos žydinčio augalo. Kita nuoroda – drugelis, mintantis gėlių nektaru. Tada ateina šlapių buveinių gyventoja – varlė. Jo apsauginė spalva leidžia tykoti aukos, bet neapsaugo nuo kito plėšrūno – paprastosios žolinės gyvatės. Garnys, pagavęs gyvatę, užliejančioje pievoje užtraukia mitybos grandinę.
Jei mitybos grandinė prasideda nuo negyvų augalų liekanų, lavonų ir gyvūnų ekskrementų – detrito, tai vadinama detritas, arba skilimo grandinė. Terminas „detritas“ reiškia skilimo produktą. Jis pasiskolintas iš geologijos, kur uolienų naikinimo produktai vadinami detritu. Ekologijoje detritas yra organinė medžiaga, dalyvaujanti skilimo procese. Tokios grandinės būdingos gilių ežerų ir vandenynų dugno bendrijoms, kur daugelis organizmų minta negyvų organizmų suformuotu detritu iš viršutinių apšviestų rezervuaro sluoksnių.
Miško biocenozėse nuolaužų grandinė prasideda nuo negyvų organinių medžiagų skaidymo saprofagų gyvūnams. Organinių medžiagų skaidyme aktyviausiai dalyvauja dirvožemio bestuburiai (nariuotakojai, kirmėlės) ir mikroorganizmai. Taip pat yra didelių saprofagų – vabzdžių, kurie paruošia substratą mineralizacijos procesus vykdantiems organizmams (bakterijoms ir grybeliams).
Priešingai nei ganyklų grandinėje, judant išilgai nuolaužų, organizmų dydis nedidėja, o, priešingai, mažėja. Taigi, kapų vabzdžiai gali stovėti antrame lygyje. Tačiau dauguma tipiški atstovai detritalinė grandinė – tai grybai ir mikroorganizmai, kurie minta negyvomis medžiagomis ir užbaigia bioorganinio skilimo procesą iki paprasčiausių mineralinių ir organinių medžiagų, kurias vėliau ištirpusios sunaudoja žalių augalų šaknys ganyklų grandinės viršuje, tuo pradėdamas naujas ratas materijos judėjimas.
Vienose ekosistemose vyrauja ganyklų grandinės, kitose – nuolaužų grandinės. Pavyzdžiui, miškas laikomas ekosistema, kurioje vyrauja nuolaužų grandinės. Pūvančioje kelmų ekosistemoje ganyklų grandinės visai nėra. Tuo pačiu metu, pavyzdžiui, jūros paviršiaus ekosistemose beveik visus fitoplanktono atstovaujamus gamintojus suvalgo gyvūnai, o jų lavonai grimzta į dugną, t.y. palikti paskelbtą ekosistemą. Šiose ekosistemose vyrauja ganymo arba ganymo mitybos grandinės.
Pagrindinė taisyklė apie bet kurį maisto grandinė, teigia: kiekviename trofiniame bendruomenės lygyje didžioji dalis su maistu pasisavintos energijos išleidžiama gyvybės palaikymui, išsisklaido ir nebegali panaudoti kitų organizmų. Taigi kiekviename trofiniame lygyje suvartotas maistas nėra visiškai pasisavinamas. Nemaža jo dalis skiriama medžiagų apykaitai. Pereinant prie kiekvienos tolesnės maisto grandinės grandies viso sumažinama naudojama energija, perkelta į kitą aukštesnį trofinį lygį.
