Харчовий ланцюжок тварин приклади. Тема уроку "ланцюга живлення"
Хто що їсть
Склади ланцюг живлення, що розповідає про героїв пісеньки "У траві сидів коник"
Тварини, які харчуються рослинною їжею, називаються рослиноїдними. Ті тварини, які їдять комах, називаються комахоїдними. На більшу здобич полюють хижі тварини, або хижаки. Комах, які поїдають інших комах, також вважають хижаками. Існують, нарешті, і всеїдні тварини (вони їдять і рослинну, і тваринну їжу).
На які групи можна поділити тварин за способами харчування? Заповни схему.
Ланцюги живлення
Живі істоти пов'язані між собою у ланцюзі живлення. Наприклад: У лісі ростуть осики. Їх корою харчуються зайці. Зайця може спіймати та з'їсти вовк. Виходить такий ланцюг харчування: осика – заєць – вовк.
Склади та запиши ланцюги живлення.
а) павук, шпак, муха
Відповідь: муха - павук - шпак
б) лелека, муха, жаба
Відповідь: муха - жаба - лелека
в) миша, зерно, сова
Відповідь: зерно - миша - сова
г) слизень, гриб, жаба
Відповідь: гриб - слимаків - жаба
д) яструб, бурундук, шишка
Відповідь: шишка - бурундук - яструб
Прочитай короткі текстипро тварин із книги "З любов'ю до природи". Визнач та запиши тип харчування тварин.
Восени борсук починає готуватися до зими. Він від'їдається і сильно жиріє. Їжею йому служить усе, що трапляється: жуки, слимаки, ящірки, жаби, миші, інколи ж навіть маленькі зайченята. Їсть і лісові ягоди, і плоди.
Відповідь: борсук всеїдний
Взимку лисиця ловить під снігом мишей, іноді куріпок. Іноді вона полює на зайців. Але зайці бігають швидше за лисицю і можуть втекти від неї. Взимку лисиці близько підходять до селищ людей і нападають на свійську птицю.
Відповідь: лисиця пліткова
Наприкінці літа та восени білка збирає гриби. Вона наколює їх на гілки дерев, щоб гриби засохли. А ще білочка розсовує по дуплах та щілинах горіхи та жолуді. Все це знадобиться їй у зимову безгодівлю.
Відповідь: білка рослинна
Вовк – небезпечний звір. Влітку він нападає на різних звірів. Їсть також мишей, жаб, ящірок. Розорює пташині гнізда землі, поїдає яйця, пташенят, птахів.
Відповідь: вовк м'ясоїдний
Ведмідь розламує гнилі пні та вишукує в них жирних личинок жуків-дровосіків та інших комах, що живляться деревиною. Він їсть все: ловить жаб, ящірок, одним словом, що тільки трапиться. Викопує із землі цибулини та бульби рослин. Часто можна зустріти ведмедя на ягідниках, на яких він жадібно поїдає ягоди. Іноді голодний ведмідь нападає на лосів, оленів.
Відповідь: ведмідь всеїдний
За текстами з попереднього завдання склади та запиши кілька ланцюгів живлення.
1. суниця - слимаки - борсуки
2. кора дерев - заєць - лисиця
3. зерно - птах - вовк
4. деревина - личинки жука - дроворуба - ведмідь
5. молоді пагони дерев – олень – ведмідь
Склади ланцюг живлення, використовуючи малюнки.
Для існування живих організмів необхідні енергія та поживні речовини. Автотрофитрансформують променисту енергію Сонця у процесі фотосинтезу, синтезуючи з вуглекислого газу та води органічні речовини.
Гетеротрофивикористовують ці органічні речовини у процесі харчування, розкладаючи в кінцевому підсумку знову до вуглекислого газу та води, а накопичена у яких енергія витрачається різні процеси життєдіяльності організмів. Таким чином, світлова енергія Сонця перетворюється на хімічну енергію органічних речовин, а далі в механічну та теплову.
Всі живі організми в екологічній системі за типом харчування можна поділити на три функціональні групи – продуценти, консументи, редуценти.
1. Продуценти- це зелені рослини-автотрофи, що виробляють органічні речовини з неорганічних та здатні акумулювати сонячну енергію.
2. Консументи- це тварини-гетеротрофи, які споживають готові органічні речовини. Консументи I порядку можуть використовувати органічні речовини рослин (травоїдні тварини). Гетеротрофи, що використовують тваринну їжу, поділяються на консументи ІІ, ІІІ порядків і т. д. (м'які тварини). Усі вони використовують енергію хімічних зв'язків, запасену в органічних речовинах продуцентами.
3. Редуценти- це гетеротрофні мікроорганізми, гриби, руйнівні та мінералізуючі органічні залишки. Таким чином, редуценти як би закінчують кругообіг речовин, утворюючи неорганічні речовини для вступу в новий цикл.
Сонце забезпечує постійний приплив енергії, а живі організми зрештою розсіюють її як тепла. У процесі життєдіяльності організмів відбувається постійний кругообіг енергії та речовин, причому кожен вид використовує лише частину енергії, що міститься в органічних речовинах. В результаті виникають ланцюги живлення - трофічні ланцюги, харчові ланцюги,послідовність видів, що витягують органічні речовини і енергію з вихідної харчової речовини, при цьому кожна попередня ланка стає їжею для наступного (рис. 98).
Мал. 98. Загальна схемахарчового ланцюга
У кожній ланці більша частина енергії витрачається у вигляді тепла, втрачається, що обмежує кількість ланок у ланцюзі. Але більшість ланцюгів починається рослиною, а закінчується хижаком, причому найбільшим. Редуценти руйнують органічні речовини кожному рівні і є кінцевою ланкою в харчової ланцюга.
У зв'язку із зменшенням енергії на кожному рівні йде зменшення та біомаси. Трофічний ланцюг зазвичай має не більше п'яти рівнів і є екологічною пірамідою, з широкою основою внизу і звужується догори (рис. 99).
Мал. 99.Спрощена схема екологічної піраміди біомаси (1) та піраміди чисел (2)
Правило екологічної пірамідивідображає закономірність, згідно з якою в будь-якій екосистемі біомаса кожної наступної ланки в 10 разів менша за попередню.
Розрізняють три типи екологічних пірамід:
Піраміду, що відображає кількість особин на кожному рівні харчового ланцюга, - піраміда чисел;
Піраміду біомаси органічної речовини, синтезованої на кожному рівні, - піраміда маси(біомаси);
- піраміду енергії,що показує величину потоку енергії. Зазвичай ланцюг живлення складається з 3-4 ланок:
рослина → заєць → вовк;
рослина → полівка → лисиця → орел;
рослина → гусениця → синиця → яструб;
рослина → ховрах → гадюка → орел.
Однак у реальних умовах в екосистемах різні ланцюги живлення перехрещуються між собою, утворюючи розгалужені мережі. Майже всі тварини, крім рідкісних спеціалізованих видів, використовують різноманітні джерелаїжі. Тому при випаданні однієї ланки в ланцюзі немає порушення в системі. Чим більше видове розмаїття та багатші харчові мережі, тим стійкіший біоціноз.
У біоценозах розрізняють два типи трофічних мереж: пасовищну та детритну.
1. У пасовищному типі харчової мережіпотік енергії йде від рослин до рослиноїдних тварин, а далі до консументів вищого порядку. Це мережу виїдання.Незалежно від величини біоценозу та місця проживання рослиноїдні тварини (наземні, водні, ґрунтові) пасуться, виїдають зелені рослини та передають енергію на наступні рівні (рис. 100).
Мал. 100.Пасовищна мережа живлення у наземному біоценозі
2. Якщо потік енергії починається з мертвих рослинних і тваринних залишків, екскрементів і йде до первинних детрітофагам - редуцентам,частково розкладають органічні речовини, то така трофічна мережа називається детритної,або мережею розкладання(Рис. 101). До первинних детрітофагів відносяться мікроорганізми (бактерії, гриби), дрібні тварини (хробаки, личинки комах).
Мал. 101.Детритний харчовий ланцюг
У наземних біогеоценозах присутні обидва типи трофічного ланцюга. У водних угрупованнях переважає ланцюг виїдання. І в тому, і в іншому випадку енергія використовується повністю.
Трофічні ланцюги становлять основу взаємозв'язків у живій природі, але харчові зв'язки – це єдиний вид взаємовідносин між організмами. Одні види можуть брати участь у поширенні, розмноженні, розселенні інших видів, створювати відповідні умови їхнього існування. Всі численні та різноманітні зв'язки між живими організмами та навколишнім середовищем забезпечують існування видів у стійкій екосистемі, що саморегулюється.
| |
§ 71. Екологічні системи§ 73. Властивості та структура біоценозів
Запитання 28. Харчовий ланцюг. Типи харчових кіл.
ХАРЧОВИЙ ЛАНЦЮГ(трофічний ланцюг, ланцюг харчування), взаємозв'язок організмів через відносини їжа - споживач (одні служать їжею для інших). При цьому відбувається трансформація речовини та енергії від продуцентів(первинних виробників) через консументів(споживачів) до редуцентам(перетворювачам мертвої органіки на неорганічні речовини, засвоювані продуцентами). Розрізняють 2 типи харчових ланцюгів – пасовищну та детритну. Пасовищний ланцюг починається із зелених рослин, йде до пасущихся рослиноїдних тварин (консументи 1-го порядку) і потім до хижаків, що видобувають цих тварин (залежно від місця в ланцюгу - консументи 2-го і наступних порядків). Детритний ланцюг починається з детриту (продукт розпаду органіки), йде до мікроорганізмів, які їм харчуються, а потім до детрітофагів (тварини та мікроорганізми, залучені в процес розкладання відмираючої органіки).
Прикладом пасовищного ланцюга може бути багатоканальна її модель в африканській савані. Первинними продуцентами є травостій та дерева, консументами 1-го порядку – рослиноїдні комахи та травоїдні тварини (копитні, слони, носороги та ін.), 2-го порядку – хижі комахи, 3-го – м'ясоїдні плазуни (змії та дрімаки). 4-го – хижі ссавці та хижі птахи. У свою чергу детритофаги (жуки-скарабеї, гієни, шакали, грифи тощо) на кожному з етапів пасовищного ланцюга руйнують туші загиблих тварин та залишки їжі хижаків. Кількість особин, включених у харчову ланцюг, у кожному її ланці послідовно зменшується (правило екологічної піраміди), т. е. число жертв щоразу значно перевищує їх споживачів. Харчові ланцюги не ізольовані одна від одної, а переплітаються один з одним, утворюючи харчові мережі.
Запитання 29. Для чого використовують екологічні піраміди, назвіть їх.
Екологічна піраміда- графічні зображення співвідношення між продуцентами та консументами всіх рівнів (травоїдних, хижаків; видів, що харчуються іншими хижаками) в екосистемі.
Схематично зображати ці співвідношення запропонував американський зоолог Чарльз Елтон у 1927 році.
p align="justify"> При схематичному зображенні кожен рівень показують у вигляді прямокутника, довжина або площа якого відповідає чисельним значенням ланки харчової ланцюга (піраміда Елтона), їх масі або енергії. Розташовані у певній послідовності прямокутники створюють різні форми піраміди.
Підставою піраміди служить перший трофічний рівень – рівень продуцентів, наступні поверхи піраміди утворені наступними рівнями харчового ланцюга – консументами різних порядків. Висота всіх блоків у піраміді однакова, а довжина пропорційна числу, біомасі чи енергії на відповідному рівні.
Екологічні піраміди розрізняють залежно від показників, виходячи з яких будується піраміда. При цьому для всіх пірамід встановлено основне правило, згідно з яким у будь-якій екосистемі більше рослин, ніж тварин, травоїдних, ніж м'ясоїдних, комах, ніж птахів.
На основі правила екологічної піраміди можна визначити або розрахувати кількісні співвідношення різних видів рослин і тварин у природних та штучно створюваних екологічних системах. Наприклад, 1 кг маси морського звіра (тюленя, дельфіна) потрібно 10 кг з'їденої риби, а цим 10 кг потрібно вже 100 кг їх корму - водних безхребетних, яким у свою чергу для утворення такої маси необхідно з'їдати 1000 кг водоростей та бактерій. У разі екологічна піраміда буде стійка.
Однак, як відомо, з кожного правила бувають винятки, які будуть розглянуті у кожному типі екологічних пірамід.
Перші екологічні схеми як пірамід побудував у двадцятих роках XX в. Чарлз Елтон. Вони були засновані на польових спостереженнях за низкою тварин різних розмірних класів. Елтон не включив у них первинних продуцентів і не робив жодних відмінностей між детритофагами та редуцентами. Однак він зазначив, що хижаки зазвичай більші за свої жертви, і зрозумів, що таке співвідношення вкрай специфічне лише для певних розмірних класів тварин. У сорокові роки американський еколог Реймонд Ліндеман застосував ідею Елтона до трофічних рівнів, абстрагувавшись від конкретних складових їх організмів. Однак, якщо розподілити тварин за розмірними класами легко, то визначити, до якого трофічного рівня вони належать, набагато складніше. У будь-якому випадку зробити це можна лише дуже спрощено та узагальнено. Харчові відносини та ефективність передачі енергії в біотичному компоненті екосистеми традиційно зображують у вигляді ступінчастих пірамід. Це дає наочну основу для зіставлення: 1) різних екосистем; 2) сезонних станів однієї і тієї ж екосистеми; 3) різних фаззміни екосистеми. Існують три типи пірамід: 1) піраміди чисел, що ґрунтуються на підрахунку організмів кожного трофічного рівня; 2) піраміди біомаси, у яких використовується сумарна маса (зазвичай суха) організмів на кожному трофічному рівні; 3) піраміди енергії, що враховують енергоємність організмів кожного трофічного рівня.
Типи екологічних пірамід
піраміди чисел- на кожному рівні відкладається чисельність окремих організмів
Піраміда чисел відображає чітку закономірність, виявлену Елтоном: кількість особин, що становлять послідовний ряд ланок від продуцентів до консументів, неухильно зменшується (рис.3).
Наприклад, щоб прогодувати одного вовка, необхідно принаймні кілька зайців, на яких він міг би полювати; щоб прогодувати цих зайців, потрібна досить велика кількість різноманітних рослин. В даному випадку піраміда матиме вигляд трикутника з широкою основою, що звужується догори.
Однак подібна форма піраміди чисел характерна не для всіх екосистем. Іноді можуть бути зверненими, чи перевернутими. Це стосується харчових ланцюгів лісу, коли продуцентами є дерева, а первинними консументами - комахи. У цьому випадку рівень первинних консументів чисельно багатший за рівень продуцентів (на одному дереві годується велика кількість комах), тому піраміди чисел найменш інформативні та найменш показові, тобто. чисельність організмів одного трофічного рівня значною мірою залежить від своїх розмірів.
піраміди біомас- характеризує загальну суху або сиру масу організмів на даному трофічному рівні, наприклад, в одиницях маси на одиницю площі - г/м 2 кг/га, т/км 2 або на об'єм - г/м 3 (рис.4)
Зазвичай у наземних біоценозах загальна маса продуцентів більша, ніж кожної наступної ланки. У свою чергу, загальна маса консументів першого порядку більша, ніж консументів другого порядку тощо.
В даному випадку (якщо організми не дуже відрізняються за розмірами) піраміда також буде мати вигляд трикутника з широкою основою, що звужується догори. Однак і з цього правила є суттєві винятки. Наприклад, у морях біомаса рослиноїдного зоопланктону істотно (іноді в 2-3 рази) більше за біомасу фітопланктону, представленого переважно одноклітинними водоростями. Це пояснюється тим, що водорості дуже швидко виїдають зоопланктоном, але від повного виїдання їх оберігає дуже висока швидкість поділу їх клітин.
Загалом для наземних біогеоценозів, де продуценти великі та живуть порівняно довго, характерні щодо стійкі піраміди з широкою основою. У водних екосистемах, де продуценти невеликі за розміром і мають короткі життєві цикли, піраміда біомас може бути зверненою, або перевернутою (вістрям спрямована вниз). Так, в озерах і морях маса рослин перевищує масу споживачів тільки в період цвітіння (навесні), а в решту пори року може утворитися зворотне становище.
Піраміди чисел і біомас відбивають статику системи, т. е. характеризують кількість чи біомасу організмів у певний проміжок часу. Вони не дають повної інформації про трофічну структуру екосистеми, хоча дозволяють вирішувати низку практичних завдань, особливо пов'язаних із збереженням стійкості екосистем.
Піраміда чисел дозволяє, наприклад, розраховувати допустиму величину улову риби або відстрілу тварин у мисливський період без наслідків для їх нормального відтворення.
піраміди енергії- Показує величину потоку енергії або продуктивності на послідовних рівнях (рис.5).
На противагу пірамідам чисел і біомаси, що відбивають статику системи (кількість організмів в даний момент), піраміда енергії відбиваючи картину швидкостей проходження маси їжі (кількості енергії) через кожен трофічний рівень харчового ланцюга, дає найбільш повне уявлення про функціональну організацію співтовариств.
На форму цієї піраміди не впливають зміни розмірів і інтенсивності метаболізму особин, і якщо враховані всі джерела енергії, то піраміда завжди буде мати типовий вигляд з широкою основою і верхівкою, що звужується. При побудові піраміди енергії до її основи часто додають прямокутник, що показує приплив сонячної енергії.
У 1942 р. американський еколог Р. Ліндеман сформулював закон піраміди енергій (закон 10 відсотків), згідно з яким з одного трофічного рівня через харчові ланцюги на інший трофічний рівень переходить у середньому близько 10% екологічної піраміди енергії, що надійшла на попередній рівень. Решта енергії втрачається у вигляді теплового випромінювання, на рух і т.д. Організми в результаті процесів обміну втрачають у кожній ланці харчового ланцюга близько 90% усієї енергії, яка витрачається на підтримку їхньої життєдіяльності.
Якщо заєць з'їв 10 кг рослинної маси, його власна маса може збільшитися на 1 кг. Лисиця або вовк, поїдаючи 1 кг зайчатини, збільшують свою масу вже тільки на 100 г. У деревних рослин ця частка набагато нижча через те, що деревина погано засвоюється організмами. Для трав і морських водоростей ця величина значно більша, оскільки у них відсутні тканини, що важко засвоюються. Проте загальна закономірність процесу передачі енергії залишається: через верхні трофічні рівні її проходить значно менше, ніж нижні.
Основна умова існування екосистеми - це підтримання кругообігу речовин і перетворення енергії. Воно забезпечується завдяки трофічним (харчовим)зв'язків між видами, що належать до різних функціональних груп. Саме на основі цих зв'язків органічні речовини, синтезовані продуцентами з мінеральних речовин із поглинанням сонячної енергії, передаються консументам та зазнають хімічних перетворень. Внаслідок життєдіяльності переважно редуцентів атоми основних біогенних хімічних елементівпереходять з органічних речовин в неорганічні (2, NH3, H2S, H2O). Потім неорганічні речовини використовуються продуцентами для створення нових органічних речовин. А вони знову за допомогою продуцентів залучаються до кругообігу. Якби ці речовини не використовувалися багаторазово, життя на Землі було б неможливим. Адже запаси речовин, що поглинаються продуцентами, у природі не безмежні. Для здійснення повноцінного кругообігу речовин в екосистемі повинні бути в наявності всі три функціональні групи організмів. І між ними має відбуватися постійна взаємодія у вигляді трофічних зв'язків з утворенням трофічних (харчових) ланцюгів або ланцюгів живлення.
Ланцюг живлення (харчовий ланцюг) - послідовність організмів, в якій відбувається поетапне перенесення речовини та енергії від джерела (попередньої ланки) до споживача (наступної ланки).
При цьому один організм може поїдати інший, харчуватися його відмерлими залишками чи продуктами життєдіяльності. Залежно від виду вихідного джерела речовини та енергії ланцюга живлення поділяють на два типи: пасовищні (ланцюги виїдання) та детрітні (ланцюги розкладання).
Пасовищні ланцюги (ланцюги виїдання)- харчові ланцюги, які починаються з продуцентів та включають консументи різних порядків. У загальному виглядіпасовищний ланцюг можна показати наступною схемою:
Продуценти -> Консументи І порядку -> Консументи ІІ порядку -> Консументи ІІ порядку
Наприклад: 1) харчовий ланцюг луки: конюшина лучна - метелик - жаба - змія; 2) харчова ланцюг водойми: хламідомонада - дафнія - піскар - судак. Стрілки у схемі показують напрямок перенесення речовини та енергії в ланцюги живлення.
Кожен організм у ланцюзі живлення належить до певного трофічного рівня.
Трофічний рівень - сукупність організмів, які в залежності від способу їх харчування та виду корму становлять певну ланку харчового ланцюга.
Трофічні рівні прийнято нумерувати. Перший трофічний рівень становлять автотрофні організми - рослини (продуценти), на другому трофічному рівні знаходяться рослиноїдні тварини (консументи I порядку), на третьому та наступних рівнях - м'ясоїдні тварини (консументи II, III і т. д. порядків).
У природі багато організмів харчуються не одним, а кількома видами корму. Отже, будь-який організм може перебувати на різних трофічних рівнях в одному і тому ж харчовому ланцюзі залежно від характеру корму. Наприклад, яструб, харчуючись мишами, займає третій трофічний рівень, а поїдаючи змій четвертий. Крім того, той самий організм може бути ланкою різних харчових ланцюгів, зв'язуючи їх між собою. Так, яструб може з'їсти ящірку, зайця чи змію, що входять до складу різних ланцюгів харчування.
У природі пасовищні ланцюги у чистому вигляді не зустрічаються. Вони пов'язані між собою загальними харчовими ланками та утворюють харчову мережу, або мережа харчування. Її наявність в екосистемі сприяє виживанню організмів за нестачі певного виду корму завдяки можливості використовувати інший корм. І чим ширше видове розмаїття особин в екосистемі, тим більше харчових ланцюгів у складі харчової мережі і тим стійкіша екосистема. Випадання однієї ланки з ланцюга живлення не порушить усієї екосистеми, оскільки можуть бути використані джерела живлення з інших харчових кіл.
Детритні ланцюги (ланцюги розкладання)- харчові ланцюги, які починаються з детриту, включають детрітофаги та редуценти і закінчуються мінеральними речовинами. У детритних ланцюгах відбувається перенесення речовини та енергії детриту між детритофагами та редуцентами через продукти їх життєдіяльності.
Наприклад: загиблий птах - личинки мух - плісняві гриби - бактерії - мінеральні речовини. Якщо детрит не вимагає механічного руйнування, він відразу перетворюється на перегній з наступною мінералізацією.
Завдяки детритним ланцюгам у природі замикається кругообіг речовин. Відмерлі органічні речовини в детритных ланцюгах перетворюються на мінеральні, які у середу, та якщо з неї поглинаються рослинами (продуцентами).
Пасовищні ланцюги переважно розташовуються у надземних, а ланцюги розкладання – у підземних ярусах екосистем. Взаємозв'язок пасовищних ланцюгів з детритними здійснюється через детрит, що у грунт. Детритні ланцюги пов'язані з пасовищними через мінеральні речовини, що витягуються з ґрунту продуцентами. Завдяки взаємозв'язку пасовищних та детритних ланцюгів в екосистемі формується складна харчова мережа, що забезпечує сталість процесів перетворення речовини та енергії.
Екологічні піраміди
Процес перетворення речовини та енергії у пасовищних ланцюгах має певні закономірності. На кожному трофічному рівні пасовищного ланцюга не вся з'їдена біомаса йде на утворення біомаси консументів цього рівня. Значна її частина витрачається на процеси життєдіяльності організмів: рух, розмноження, підтримання температури тіла тощо. буд. Крім того, частина корму не засвоюється і у вигляді продуктів життєдіяльності потрапляє до навколишнє середовище. Інакше кажучи, більшість речовини і що міститься у ньому енергії під час переходу від однієї трофічного рівня до іншого втрачається. Відсоток засвоюваності сильно варіює і залежить від складу їжі та біологічних особливостейорганізмів. Численні дослідження показали, що на кожному трофічному рівні харчового ланцюга втрачається в середньому близько 90% енергії, і лише 10% переходить на наступний рівень. Американський еколог Р. Ліндеман у 1942 р. сформулював цю закономірність як правило 10%. Використовуючи це правило, можна розрахувати кількість енергії на будь-якому трофічному рівні ланцюга живлення, якщо його показник відомий на одному з них. З деяким ступенем припущення це правило використовують і визначення переходу біомаси між трофічними рівнями.
Якщо кожному трофічному рівні харчової ланцюга визначити число особин, чи його біомасу, чи кількість ув'язненої у ній енергії, стане очевидним зменшення цих величин у міру просування до кінця ланцюга харчування. Цю закономірність вперше встановив англійський еколог Ч. Елтон у 1927 р. Він назвав її правилом екологічної пірамідиі запропонував графічно висловлювати. Якщо будь-яку з вищезгаданих характеристик трофічних рівнів зобразити у вигляді прямокутників з однаковим масштабом і розташувати їх один над одним, то вийде екологічна піраміда.
Відомі три типи екологічних пірамід. Піраміда чиселвідбиває чисельність особин у кожному ланці харчової ланцюга. Однак у екосистемі другий трофічний рівень ( консументи I порядку) чисельно може бути багатшим за перший трофічний рівень ( продуцентів). І тут виходить перевернута піраміда чисел. Це участю у таких пірамідах особин, не рівноцінних за розмірами. Прикладом може бути піраміда чисел, що складається з листяного дерева, листогризних комах, дрібних комахоїдних та великих хижих птахів Піраміда біомасивідображає кількість органічної речовини, накопиченої на кожному трофічному рівні харчового ланцюга. Піраміда біомаси у наземних екосистемах правильна. А в піраміді біомаси для водних екосистем біомаса другого трофічного рівня, як правило, більше за біомасу першого при визначенні її в конкретний момент. Але оскільки водні продуценти (фітопланктон) мають високу швидкістьосвіти продукції, то зрештою їх біомаса за сезон все одно буде більше біомаси консументів I порядку. А це означає, що у водних екосистемах також дотримується правила екологічної піраміди. Піраміда енергіївідбиває закономірності витрати енергії різних трофічних рівнях.
Таким чином, запас речовини та енергії, накопичений рослинами в пасовищних харчових ланцюгах, швидко витрачається (виїдається), тому ці ланцюги не можуть бути довгими. Зазвичай, вони включають від трьох до п'яти трофічних рівнів.
В екосистемі продуценти, консументи та редуценти пов'язані трофічними зв'язками та утворюють ланцюги живлення: пасовищні та детрітні. У пасовищних ланцюгах діє правило 10% і правило екологічної піраміди. Можна побудувати три типи екологічних пірамід: чисел, біомаси та енергії.
Величезну роль відтворенні життя грає енергія Сонця. Кількість цієї енергії дуже велике (приблизно 55 ккал на 1 см 2 на рік). З цієї кількості продуценти – зелені рослини – в результаті фотосинтезу фіксують не більше 1-2 % енергії, а пустелі та океан – соті частки відсотка.
Число ланок у харчовому ланцюгу може бути різним, але зазвичай їх 3-4 (рідше 5). Справа в тому, що до кінцевої ланки харчового ланцюга надходить так мало енергії, що її не вистачить у разі збільшення кількості організмів.
Мал. 1. Харчові ланцюги у наземній екосистемі
Сукупність організмів, об'єднаних одним типом харчування і які займають певне становище в харчовому ланцюзі, зветься трофічний рівень.До одного трофічного рівня належать організми, які отримують свою енергію від Сонця через однакову кількість щаблів.
Найпростіший харчовий ланцюг (або ланцюг харчування) може складатися з фітопланктону, потім йдуть більші травоїдні планктонні ракоподібні (зоопланктон), а закінчується ланцюг китом (або дрібними хижаками), які фільтрують цих ракоподібних із води.
Природа складна. Усі її елементи, живі та неживі, — одне ціле, комплекс пристосованих один до одного, взаємодіючих та взаємопов'язаних явищ та істот. Це ланки одного ланцюга. І якщо видалити із загального ланцюжка хоча б одну таку ланку, результати можуть бути непередбаченими.
Особливо негативно розрив ланцюгів живлення може позначитися на лісу — чи то лісові біоценози помірної зони, чи біоценози тропічного лісу, що відрізняються багатим видовим розмаїттям. Багато видів дерев, чагарників або трав'янистих рослин користуються послугами певного запилювача - бджоли, оси, метелика або колібрі, що мешкають у межах ареалу цього рослинного виду. Як тільки загине останнє квітуче дерево або трав'яниста рослина, запилювач змушений буде покинути це місце проживання. В результаті загинуть фітофаги (травоїдні), що харчуються цими рослинами або плодами дерева. Без пиші залишаться хижаки, що полювали на фітофагів, а далі зміни послідовно торкнуться інших ланок харчового ланцюга. У результаті вони позначаться і людині, оскільки він має своє певне місце у харчової ланцюга.
Харчові ланцюги можна розділити на два основні типи: пасовищну та детритну. Харчові ціні, які починаються з автотрофних фотосинтезуючих організмів, називаються пасовищними,або ланцюгами виїдання.На вершині пасовищного ланцюга стоять зелені рослини. З другого краю рівні пасовищної ланцюга зазвичай перебувають фітофаги, тобто. тварини, що харчуються рослинами. Прикладом пасовищного харчового ланцюга можуть бути взаємовідносини між організмами на заплавному лузі. Починається такий ланцюг із лугової квіткової рослини. Наступна ланка - метелик, який харчується нектаром квітки. Потім йде мешканець вологих місцеперебування - жаба. Її покровительское забарвлення дозволяє їй підстерегти жертву, але з рятує від іншого хижака — звичайного вужа. Чапля, спіймавши вужа, замикає харчовий ланцюг на заплавному лузі.
Якщо харчовий ланцюг починається з відмерлих залишків рослин, трупів та екскрементів тварин — детриту, вона називається детритної, або ланцюгом розкладання.Термін "детрит" означає продукт розпаду. Він запозичений із геології, де детритом називають продукти руйнування гірських порід. В екології детрит - це органічна речовина, залучена до процесу розкладання. Такі ланцюги характерні для угруповань дна глибоких озер, океанів, де багато організмів живляться за рахунок осідання детриту, утвореного відмерлими організмами верхніх освітлених шарів водойми.
У лісових біоценозах детритний ланцюг починається з розкладання мертвої органічної речовини тваринами-сапрофагами. Найбільш активну участь у розкладанні органіки тут беруть ґрунтові безхребетні тварини (членистоногі, черв'яки) та мікроорганізми. Є й великі сапрофаги — комахи, які готують субстрат для організмів, які здійснюють процеси мінералізації (для бактерій та грибів).
На відміну від пасовищного ланцюга розміри організмів під час руху вздовж детритного ланцюга не зростають, а, навпаки, зменшуються. Так, на другому рівні можуть стояти комахи-могильники. Але найбільше типовими представникамидетритного ланцюга є гриби і мікроорганізми, що живляться мертвою речовиною і довершують процес розкладання біоорганіки до стану найпростіших мінеральних та органічних речовин, які потім у розчиненому вигляді споживаються корінням зелених рослин на вершині пасовищного ланцюга, починаючи тим самим нове колорух речовини.
У одних екосистемах переважають пасовищні, за іншими — детрітні ланцюги. Наприклад, ліс вважається екосистемою з величезним переважанням детритных ланцюгів. В екосистемі гниючого пня пасовищний ланцюг взагалі відсутній. У той самий час, наприклад, в екосистемах поверхні моря майже всі продуценти, представлені фітопланктоном, споживаються тваринами, які трупи опускаються на дно, тобто. йдуть виданої екосистеми. У таких екосистемах переважають пасовищні харчові ланцюги або ланцюги виїдання.
Загальне правило, що стосується будь-якої харчового ланцюга,говорить: кожному трофічному рівні суспільства більшість поглинається з їжею енергії витрачається підтримки життєдіяльності, розсіюється і більше може бути використана іншими організмами . Отже, спожита їжа кожному трофічному рівні асимілюється в повному обсязі. Значна її частина витрачається обмін речовин. При переході до кожної наступної ланки харчового ланцюга Загальна кількістьпридатною для використання енергії, що передається на наступний, більш високий трофічний рівень, зменшується.
