Передача энергии по трофической цепи

 

Не все живые организмы способны синтезировать органическое вещество из неорганического. Живые организмы, обитающие на Земле, можно разделить по типу получения и накопления ими вещества и энергии на следующие типы:

автотрофы − способны к синтезу органического вещества из минеральных компонентов;

гетеротрофы − неспособны создавать собственное вещество из неорганического (минерального), используют готовые органические вещества;

миксотрофы − в зависимости от условий среды способны быть и автотрофами, и гетеротрофами.

К автотрофам относятся фото- и хемосинтетики − растения и некоторые микроорганизмы. Животные являются гетеротрофами: они неспособны к фото- и хемосинтезу и вынуждены получать вещество и энергию через растения в процессе питания. Примером миксотрофых организмов могут быть сине-зеленые водоросли (при хорошем освещении − автотрофы, в темноте − гетеротрофы), а также растения −паразиты.

Живые организмы образуют цепи питания − трофические цепи − в которых осуществляется перенос энергии пищи от одних организмов к другим. По своему положению в цепи питания организмы подразделяются на следующие группы:

продуценты − создают первичное органическое вещество из неорганического;

консументы − потребляют созданное продуцентами органическое вещество, но не доводят его разложение до минеральных (неорганических) компонентов; консументы делятся на первичных − растительноядных, и вторичных − хищников;

редуценты − перерабатывают отходы жизнедеятельности других организмов, образуя замкнутый цикл органического вещества (к ним относятся многие насекомые, мелкие почвенные организмы, бактерии и грибы).

На рис.10 представлена схема трофической цепи.

 

 

Рис.10. Схема трофической цепи

 

По трофическим цепям осуществляется перенос энергии от Солнца ко всем живым организмам. Поток энергии в экосистеме не замкнут, в отличие от потока веществ. Большая часть энергии на каждом этапе рассеивается в процессах дыхания, теплообмена, движения и теряется для экосистемы. Другая часть превращается в энергию связей органического вещества. Пищевые цепи можно разделить на два основных типа:

- пастбищные цепи − начинаются с зеленых растений;

- детритные цепи − идут от мертвого органического вещества к питающимся им организмам (мелким животным), а затем к хищникам.

Трофические цепи могут быть простыми и сложными (многокомпонентными). На каждом этапе теряется примерно 80−90% энергии, что ограничивает возможное число звеньев до 4−5. Чем короче пищевая цепь, тем больше количество доступной энергии. Пример сложной цепи питания, состоящей из пяти звеньев: Растения − Растительноядные насекомые − Хищные насекомые − Насекомоядные птицы − Хищные птицы. На дне океана существуют трофические цепи, основанные на хемосинтезирующих бактериях в качестве продуцентов. Эти бактерии в качестве источника энергии используют в основном сероводород, а в качестве источника углерода − углекислый газ. Бактериями питаются многие глубинные животные. Такие сообщества живут в условиях полной темноты и не нуждаются в веществах растительного происхождения.

Многие виды могут входить в различные пищевые цепи и на различных уровнях. Так, медведи питаются и животной, и растительной пищей, то есть являются в разных цепях консументами первого и второго порядка.

Различные трофические цепи связаны между собой отдельным звеньями, образуя более сложную систему − трофическую сеть. Чем разветвленнее сеть, тем устойчивее данное сообщество.