I naturen lever enhver art, befolkning og endda individ ikke isoleret fra hinanden og deres levesteder, men oplever tværtimod talrige gensidige påvirkninger. Biotiske samfund eller biocenoser - samfund af interagerende levende organismer, som er et stabilt system forbundet med talrige interne forbindelser, med en relativt konstant struktur og et indbyrdes afhængigt sæt af arter.

Biocenose er karakteriseret ved visse strukturer: art, rumlig og trofisk.

De organiske komponenter i biocenosen er uløseligt forbundet med de uorganiske - jord, fugt, atmosfære og danner sammen med dem et stabilt økosystem - biogeocenose .

Biogenocenose– et selvregulerende økologisk system dannet af populationer af forskellige arter, der lever sammen og interagerer med hinanden og med den livløse natur under relativt homogene miljøforhold.

Økologiske systemer

Funktionelle systemer, herunder samfund af levende organismer af forskellige arter og deres levesteder. Forbindelser mellem økosystemkomponenter opstår primært på basis af fødevarerelationer og metoder til at opnå energi.

Økosystem

Et sæt af arter af planter, dyr, svampe, mikroorganismer, der interagerer med hinanden og med miljøet på en sådan måde, at et sådant samfund kan overleve og fungere i uendeligt lang tid. Biotiske samfund (biocenose) består af et plantesamfund ( phytocenose), dyr ( zoocenose), mikroorganismer ( mikrobiocenose).

Alle jordens organismer og deres levesteder repræsenterer også et økosystem af højeste rang - biosfære , der besidder stabilitet og andre egenskaber af økosystemet.

Eksistensen af ​​et økosystem er mulig takket være en konstant strøm af energi udefra - en sådan energikilde er normalt solen, selvom dette ikke er tilfældet for alle økosystemer. Stabiliteten af ​​et økosystem sikres af direkte og feedback-forbindelser mellem dets komponenter, den interne cyklus af stoffer og deltagelse i globale cyklusser.

Læren om biogeocenoser udviklet af V.N. Sukachev. Begrebet " økosystem"indført i brug af den engelske geobotanist A. Tansley i 1935, udtrykket" biogeocenose" - Akademiker V.N. Sukachev i 1942 biogeocenose Det er nødvendigt at have et plantesamfund (phytocenose) som hovedleddet, der sikrer biogeocenosens potentielle udødelighed på grund af den energi, der genereres af planter. Økosystemer må ikke indeholde phytocenose.

Fytocenose

Et plantesamfund dannet historisk som et resultat af en kombination af interagerende planter i et homogent område af territorium.

Han er karakteriseret:

- en bestemt artssammensætning,

- livsformer,

- niveaudeling (overjordisk og underjordisk),

- overflod (hyppighed af forekomst af arter),

- indkvartering,

- aspekt (udseende),

- vitalitet,

- sæsonbestemte ændringer,

- udvikling (ændring af fællesskaber).

Tiering (antal etager)

Et af de karakteristiske træk ved et plantesamfund består så at sige i dets etage-for-etage opdeling i både overjordisk og underjordisk rum.

Overjordiske lag giver bedre brug af lys, og under jorden - vand og mineraler. Typisk kan der skelnes mellem op til fem etager i en skov: det øverste (første) - høje træer, det andet - korte træer, det tredje - buske, det fjerde - græsser, det femte - mosser.

Underjordisk niveaudeling - et spejlbillede af overjorden: træernes rødder går dybeste, de underjordiske dele af mosser er placeret nær jordens overflade.

Ifølge metoden til at opnå og bruge næringsstoffer alle organismer er opdelt i autotrofer og heterotrofer. I naturen er der en kontinuerlig cyklus af næringsstoffer, der er nødvendige for livet. Kemiske stoffer udvindes af autotrofer fra miljøet og returneres til det gennem heterotrofer. Denne proces tager meget komplekse former. Hver art bruger kun en del af den energi, der er indeholdt i organisk stof, hvilket bringer dens nedbrydning til et bestemt stadium. I evolutionsprocessen har økologiske systemer således udviklet sig kæder Og strømforsyningsnetværk .

De fleste biogeocenoser har lignende trofisk struktur. De er baseret på grønne planter - producenter. Planteædere og kødædere er nødvendigvis til stede: forbrugere af organisk materiale - forbrugere og ødelæggere af organiske rester - nedbrydere.

Antallet af individer i fødekæden falder konsekvent, antallet af ofre er større end antallet af deres forbrugere, da der i hvert led i fødekæden, med hver overførsel af energi, 80-90% af den går tabt og forsvinder i formen af ​​varme. Derfor er antallet af led i kæden begrænset (3-5).

Artsdiversitet af biocenose repræsenteret af alle grupper af organismer - producenter, forbrugere og nedbrydere.

Overtrædelse af ethvert link i fødekæden forårsager forstyrrelse af biocenosen som helhed. For eksempel fører skovrydning til en ændring i artssammensætningen af ​​insekter, fugle og dermed dyr. I et træløst område vil andre fødekæder udvikle sig, og der vil dannes en anden biocenose, som vil tage flere årtier.

Fødekæde (trofisk eller mad )

Indbyrdes forbundne arter, der sekventielt udvinder organisk stof og energi fra det oprindelige fødevarestof; Desuden er hvert tidligere led i kæden mad til det næste.

Fødekæderne i hvert naturområde med mere eller mindre homogene eksistensbetingelser er sammensat af komplekser af indbyrdes forbundne arter, der lever af hinanden og danner et selvopretholdende system, hvor cirkulationen af ​​stoffer og energi sker.

Økosystemkomponenter:

- Producenter - autotrofe organismer (for det meste grønne planter) er de eneste producenter af organisk stof på Jorden. Energirigt organisk stof syntetiseres under fotosyntesen fra energifattige uorganiske stoffer (H 2 0 og C0 2).

- Forbrugere - planteædere og kødædere, forbrugere af organisk materiale. Forbrugere kan være planteædere, når de direkte bruger producenter, eller kødædere, når de lever af andre dyr. I fødekæden kan de oftest have serienummer fra I til IV.

- Nedbrydere - heterotrofe mikroorganismer (bakterier) og svampe - ødelæggere af organiske rester, destruktorer. De kaldes også for Jordens ordensmænd.

Trofisk (ernæringsmæssigt) niveau - et sæt af organismer forenet af en type ernæring. Konceptet med det trofiske niveau giver os mulighed for at forstå dynamikken i energistrømmen i et økosystem.

1. det første trofiske niveau er altid besat af producenter (planter),
2. andet - forbrugere af første orden (planteædende dyr),
3. tredje - forbrugere af anden orden - rovdyr, der lever af planteædende dyr),
4. fjerde - forbrugere af den tredje orden (sekundære rovdyr).

Der skelnes mellem følgende typer: fødekæder:

I græsningskæde (spise kæder) hovedkilden til føde er grønne planter. For eksempel: græs -> insekter -> padder -> slanger -> rovfugle.

- skadelig kæder (nedbrydningskæder) begynder med detritus - død biomasse. For eksempel: bladaffald -> regnorme -> bakterier. Et andet træk ved detritale kæder er, at planteprodukter i dem ofte ikke indtages direkte af planteædende dyr, men dør ud og mineraliseres af saprofytter. Detritale kæder er også karakteristiske for dybe havøkosystemer, hvis indbyggere lever af døde organismer, der er sunket ned fra de øverste vandlag.

Forholdet mellem arter i økologiske systemer, der har udviklet sig under evolutionsprocessen, hvor mange komponenter lever af forskellige objekter og selv tjener som føde for forskellige medlemmer af økosystemet. Enkelt sagt kan et fødenet repræsenteres som sammenflettet fødekædesystem.

Organismer fra forskellige fødekæder, der modtager mad gennem lige mange led i disse kæder, er tændt samme trofiske niveau. Samtidig kan forskellige populationer af samme art, inkluderet i forskellige fødekæder, være lokaliseret på forskellige trofiske niveauer. Forholdet mellem forskellige trofiske niveauer i et økosystem kan afbildes grafisk som økologisk pyramide.

Økologisk pyramide

En metode til grafisk at vise forholdet mellem forskellige trofiske niveauer i et økosystem - der er tre typer:

Befolkningspyramiden afspejler antallet af organismer på hvert trofisk niveau;

Biomassepyramiden afspejler biomassen af ​​hvert trofisk niveau;

Energipyramiden viser mængden af ​​energi, der passerer gennem hvert trofisk niveau over en bestemt tidsperiode.

Økologisk pyramideregel

Et mønster, der afspejler et progressivt fald i masse (energi, antal individer) af hvert efterfølgende led i fødekæden.

Talpyramide

En økologisk pyramide, der viser antallet af individer på hvert ernæringsniveau. Talpyramiden tager ikke højde for individers størrelse og masse, forventet levetid, stofskifte, men hovedtendensen er altid synlig - et fald i antallet af individer fra link til link. For eksempel er antallet af individer i et steppe-økosystem fordelt som følger: producenter - 150.000, planteædende forbrugere - 20.000, kødædende forbrugere - 9.000 individer/område. Engbiocenosen er karakteriseret ved følgende antal individer på et areal på 4000 m2: producenter - 5.842.424, planteædende forbrugere af første orden - 708.624, kødædende forbrugere af anden orden - 35.490, kødædende forbrugere af tredje orden - 3 .

Biomasse pyramide

Mønsteret, ifølge hvilket mængden af ​​plantestof, der tjener som grundlag for fødekæden (producenter), er cirka 10 gange større end massen af ​​planteædende dyr (forbrugere af første orden), og massen af ​​planteædende dyr er 10 gange større end kødædende (forbrugere af anden orden), dvs. hvert efterfølgende foderniveau har en masse 10 gange mindre end det foregående. I gennemsnit producerer 1000 kg planter 100 kg planteædende krop. Rovdyr, der spiser planteædere, kan bygge 10 kg af deres biomasse, sekundære rovdyr - 1 kg.

Energipyramide

udtrykker et mønster, hvorefter energistrømmen gradvist aftager og afskrives, når man bevæger sig fra led til led i fødekæden. I søens biocenose skaber grønne planter - producenter - således en biomasse, der indeholder 295,3 kJ/cm 2, forbrugere af første orden, der forbruger plantebiomasse, skaber deres egen biomasse, der indeholder 29,4 kJ/cm 2; Anden ordens forbrugere, der bruger første ordens forbrugere til fødevarer, skaber deres egen biomasse indeholdende 5,46 kJ/cm2. Tabet af energi under overgangen fra forbrugere af første orden til forbrugere af anden orden, hvis disse er varmblodede dyr, øges. Dette forklares med, at disse dyr bruger meget energi ikke kun på at opbygge deres biomasse, men også på at opretholde en konstant kropstemperatur. Hvis vi sammenligner opdræt af en kalv og en aborre, så vil den samme mængde madenergi, der bruges, give 7 kg oksekød og kun 1 kg fisk, da kalven spiser græs, og rovaborren spiser fisk.

Således har de to første typer pyramider en række væsentlige ulemper:

Biomassepyramiden afspejler økosystemets tilstand på prøvetagningstidspunktet og viser derfor forholdet mellem biomasse på et givet tidspunkt og afspejler ikke produktiviteten af ​​hvert trofisk niveau (dvs. dets evne til at producere biomasse over en vis tidsperiode). Derfor, i det tilfælde, hvor antallet af producenter omfatter hurtigtvoksende arter, kan biomassepyramiden vise sig at være omvendt.

Energipyramiden giver dig mulighed for at sammenligne produktiviteten af ​​forskellige trofiske niveauer, fordi den tager højde for tidsfaktoren. Derudover tager den højde for forskellen i energiværdi af forskellige stoffer (f.eks. giver 1 g fedt næsten dobbelt så meget energi som 1 g glukose). Derfor indsnævrer energipyramiden sig altid opad og bliver aldrig omvendt.

Økologisk plasticitet

Graden af ​​udholdenhed af organismer eller deres samfund (biocenoser) til påvirkning af miljøfaktorer. Økologisk plastiske arter har en bred vifte af reaktionsnorm , dvs. de er bredt tilpasset til forskellige levesteder (fiskepind og ål, nogle protozoer lever i både fersk- og saltvand). Højt specialiserede arter kan kun eksistere i et bestemt miljø: havdyr og alger - i saltvand, flodfisk og lotusplanter, åkander, andemad lever kun i ferskvand.

Generelt økosystem (biogeocenose) kendetegnet ved følgende indikatorer:

Arts mangfoldighed

Tætheden af ​​artspopulationer,

Biomasse.

Biomasse

Den samlede mængde organisk stof for alle individer af en biocenose eller art med den energi, der er indeholdt i den. Biomasse udtrykkes sædvanligvis i masseenheder i form af tørstof pr. arealenhed eller volumen. Biomasse kan bestemmes separat for dyr, planter eller individuelle arter. Således er biomassen af ​​svampe i jorden 0,05-0,35 t/ha, alger - 0,06-0,5, rødder af højere planter - 3,0-5,0, regnorme - 0,2-0,5, hvirveldyr - 0,001-0,015 t/ha.

I biogeocenoser er der primær og sekundær biologisk produktivitet :

ü Primær biologisk produktivitet af biocenoser- den samlede samlede produktivitet af fotosyntese, som er resultatet af autotrofers aktivitet - grønne planter, for eksempel en fyrreskov på 20-30 år, producerer 37,8 t/ha biomasse om året.

ü Sekundær biologisk produktivitet af biocenoser- den samlede samlede produktivitet af heterotrofe organismer (forbrugere), som dannes ved brug af stoffer og energi akkumuleret af producenter.

Befolkninger. Opbygning og dynamik af tal.

Hver art på Jorden optager en bestemt art rækkevidde, da det kun er i stand til at eksistere under visse miljøforhold. Levevilkårene inden for en arts rækkevidde kan dog variere betydeligt, hvilket fører til artens opløsning i elementære grupper af individer - populationer.

Befolkning

Et sæt individer af samme art, der besætter et separat territorium inden for artens rækkevidde (med relativt homogene livsbetingelser), frit blander sig med hinanden (har en fælles genpulje) og isoleret fra andre populationer af denne art, med alle de nødvendige betingelser for at opretholde deres stabilitet i lang tid under skiftende miljøforhold. Den vigtigste egenskaber befolkning er dens struktur (alder, kønssammensætning) og befolkningsdynamik.

Under den demografiske struktur befolkninger forstår dens køns- og alderssammensætning.

Rumlig struktur Populationer er karakteristika for fordelingen af ​​individer i en befolkning i rummet.

Aldersstruktur befolkning er forbundet med forholdet mellem individer i forskellige aldre i befolkningen. Personer på samme alder grupperes i kohorter - aldersgrupper.

I aldersstruktur af plantepopulationer tildele efterfølgende perioder:

Latent - frøets tilstand;

Prægenerativ (omfatter tilstande af frøplante, unge planter, umodne og jomfruelige planter);

Generativ (normalt opdelt i tre underperioder - unge, modne og gamle generative individer);

Postgenerativ (omfatter tilstande af subsenile, senile planter og den døende fase).

Tilhørsforhold til en bestemt aldersstatus bestemmes af biologisk alder- graden af ​​ekspression af visse morfologiske (for eksempel graden af ​​dissektion af et komplekst blad) og fysiologiske (for eksempel evnen til at producere afkom) egenskaber.

I dyrepopulationer er det også muligt at skelne forskellige alderstrin. For eksempel gennemgår insekter, der udvikler sig med fuldstændig metamorfose, stadierne:

Larver,

dukker,

Imago (voksen insekt).

Arten af ​​befolkningens aldersstrukturafhænger af typen af ​​overlevelseskurve, der er karakteristisk for en given population.

Overlevelseskurveafspejler dødeligheden i forskellige aldersgrupper og er en faldende linje:

1. Hvis dødeligheden ikke afhænger af individernes alder, sker individernes død jævnt i en given type, dødeligheden forbliver konstant gennem hele livet ( type I ). En sådan overlevelseskurve er karakteristisk for arter, hvis udvikling sker uden metamorfose med tilstrækkelig stabilitet af det fødte afkom. Denne type kaldes normalt type hydra- det er karakteriseret ved en overlevelseskurve, der nærmer sig en lige linje.
2. Hos arter, for hvilke eksterne faktorers rolle i dødeligheden er lille, er overlevelseskurven karakteriseret ved et lille fald indtil en vis alder, hvorefter der er et kraftigt fald på grund af naturlig (fysiologisk) dødelighed ( type II ). Naturen af ​​overlevelseskurven tæt på denne type er karakteristisk for mennesker (selvom den menneskelige overlevelseskurve er noget fladere og ligger mellem type I og II). Denne type kaldes Drosophila type: Dette er, hvad frugtfluer demonstrerer under laboratorieforhold (ikke spist af rovdyr).
3. Mange arter er karakteriseret ved høj dødelighed i de tidlige stadier af ontogenese. Hos sådanne arter er overlevelseskurven karakteriseret ved et kraftigt fald i de yngre aldre. Personer, der overlever den "kritiske" alder, udviser lav dødelighed og lever til ældre aldre. Typen hedder type østers (type III ).

Seksuel struktur befolkninger

Kønsforholdet har direkte indflydelse på befolkningens reproduktion og bæredygtighed.

Der er primære, sekundære og tertiære kønsforhold i befolkningen:

- Primært kønsforhold bestemt af genetiske mekanismer - ensartetheden af ​​divergens af kønskromosomer. For eksempel hos mennesker bestemmer XY-kromosomer udviklingen af ​​det mandlige køn, og XX-kromosomer bestemmer udviklingen af ​​det kvindelige køn. I dette tilfælde er det primære kønsforhold 1:1, det vil sige lige så sandsynligt.

- Sekundært kønsforhold er kønsforholdet på fødslen (blandt nyfødte). Den kan afvige væsentligt fra den primære af en række årsager: selektiviteten af ​​æg til sædceller, der bærer X- eller Y-kromosomet, sådanne sædcellers ulige evne til at befrugte og forskellige eksterne faktorer. For eksempel har zoologer beskrevet effekten af ​​temperatur på det sekundære kønsforhold hos krybdyr. Et lignende mønster er typisk for nogle insekter. Således sikres befrugtning hos myrer ved temperaturer over 20 ° C, og ved lavere temperaturer lægges ubefrugtede æg. Sidstnævnte klækkes til hanner, og de, der befrugtes overvejende til hunner.

- Tertiært kønsforhold - kønsforhold blandt voksne dyr.

Rumlig struktur befolkninger afspejler arten af ​​fordelingen af ​​individer i rummet.

Fremhæv tre hovedtyper af fordeling af individer i rummet:

- uniform eller uniform(individer er fordelt jævnt i rummet, i lige store afstande fra hinanden); er sjælden i naturen og er oftest forårsaget af akut intraspecifik konkurrence (for eksempel hos rovfisk);

- menighed eller mosaik("plettet", individer er placeret i isolerede klynger); forekommer meget oftere. Det er forbundet med egenskaberne ved mikromiljøet eller dyrs adfærd;

- tilfældig eller diffuse(individer er tilfældigt fordelt i rummet) - kan kun observeres i et homogent miljø og kun hos arter, der ikke viser nogen tendens til at danne grupper (f.eks. en bille i mel).

Befolkningsstørrelse angivet med bogstavet N. Forholdet mellem stigningen i N til en tidsenhed dN / dt udtrykkerøjeblikkelig hastighedændringer i befolkningsstørrelse, dvs. ændring i antal på tidspunktet t.Befolkningstilvækstafhænger af to faktorer - fertilitet og dødelighed i fravær af emigration og immigration (en sådan befolkning kaldes isoleret). Forskellen mellem fødselsraten b og dødsraten d erisoleret befolkningstilvækst:

Befolkningsstabilitet

Dette er dens evne til at være i en tilstand af dynamisk (dvs. mobil, skiftende) ligevægt med miljøet: miljøforhold ændrer sig, og befolkningen ændrer sig også. En af de vigtigste forudsætninger for bæredygtighed er intern mangfoldighed. I forhold til en befolkning er der tale om mekanismer til at opretholde en vis befolkningstæthed.

Fremhæv tre typer af afhængighed af befolkningsstørrelse på dens tæthed .

Første type (I) - den mest almindelige, kendetegnet ved et fald i befolkningstilvæksten med en stigning i dens tæthed, hvilket sikres af forskellige mekanismer. For eksempel er mange fuglearter karakteriseret ved et fald i frugtbarhed (fertilitet) med stigende bestandstæthed; øget dødelighed, nedsat resistens af organismer med øget befolkningstæthed; ændring i alder ved puberteten afhængig af befolkningstæthed.

Tredje type ( III ) er karakteristisk for populationer, hvor der er noteret en "gruppeeffekt", dvs. en vis optimal befolkningstæthed bidrager til bedre overlevelse, udvikling og vital aktivitet for alle individer, hvilket er iboende i de fleste gruppe- og sociale dyr. For for eksempel at forny populationer af heteroseksuelle dyr, kræves der som minimum en tæthed, der giver en tilstrækkelig sandsynlighed for at møde en han og en hun.

Tematiske opgaver

A1. Biogeocenose dannet

1) planter og dyr

2) dyr og bakterier

3) planter, dyr, bakterier

4) territorium og organismer

A2. Forbrugere af organisk stof i skovbiogeocenose er

1) gran og birk

2) svampe og orme

3) harer og egern

4) bakterier og vira

A3. Producenterne i søen er

2) haletudser

A4. Processen med selvregulering i biogeocenose påvirker

1) kønsforhold i populationer af forskellige arter

2) antallet af mutationer, der forekommer i populationer

3) rovdyr-bytte-forhold

4) intraspecifik konkurrence

A5. En af betingelserne for et økosystems bæredygtighed kan være

1) hendes evne til at ændre sig

2) forskellige arter

3) udsving i antallet af arter

4) stabilitet af genpuljen i populationer

A6. Nedbrydere omfatter

2) lav

4) bregner

A7. Hvis den samlede masse modtaget af en 2. ordens forbruger er 10 kg, hvad var den samlede masse af producenterne, der blev kilden til fødevarer for denne forbruger?

A8. Angiv den skadelige fødekæde

1) flue – edderkop – spurv – bakterier

2) kløver – høg – humlebi – mus

3) rug – mejse – kat – bakterier

4) myg – spurv – høg – orme

A9. Den oprindelige energikilde i en biocenose er energi

1) organiske forbindelser

2) uorganiske forbindelser

4) kemosyntese

1) harer

2) bier

3) markdrosler

4) ulve

A11. I ét økosystem kan du finde eg og

1) gopher

3) lærke

4) blå kornblomst

A12. Strømnetværk er:

1) forbindelser mellem forældre og afkom

2) familie (genetiske) forbindelser

3) stofskifte i kroppens celler

4) måder at overføre stoffer og energi på i økosystemet

A13. Den økologiske talpyramide afspejler:

1) forholdet mellem biomasse på hvert trofisk niveau

2) forholdet mellem masserne af en individuel organisme på forskellige trofiske niveauer

3) opbygning af fødekæden

4) mangfoldighed af arter på forskellige trofiske niveauer

Ethvert levende væsen på vores planet har brug for næring til normal udvikling. Ernæring er processen med at levere energi og nødvendige kemiske elementer til en levende organisme. Fødekilden for nogle dyr er andre planter og dyr. Processen med at overføre energi og næringsstoffer fra en levende organisme til en anden sker ved at spise den ene af den anden. Nogle dyr og planter tjener som føde for andre. Energi kan således overføres gennem flere led.

Sættet af alle links i denne proces kaldes strømkredsløb. Et eksempel på en fødekæde kan ses i skoven, når en fugl spiser en orm og derefter selv bliver føde for en los.

Alle typer af levende organismer, afhængigt af det sted, de indtager, er opdelt i tre typer:

• producenter;
• forbrugere;
• nedbrydere.

Producenterne er levende organismer der producerer deres egne næringsstoffer. For eksempel planter eller alger. For at producere organiske stoffer kan producenter bruge sollys eller simple uorganiske forbindelser som kuldioxid eller svovlbrinte. Sådanne organismer kaldes også autotrofe. Autotrofer er det første led i enhver fødekæde og danner dens grundlag, og den energi, som disse organismer modtager, understøtter hvert efterfølgende led.

Forbrugere

Forbrugerne er det næste led. Forbrugernes rolle spilles af heterotrofe organismer, det vil sige dem, der ikke producerer organiske stoffer på egen hånd, men bruger andre organismer som mad. Forbrugerne kan opdeles i flere niveauer. For eksempel omfatter det første niveau alle planteædere, nogle typer mikroorganismer samt plankton. Gnavere, harer, elge, vildsvin, antiloper og endda flodheste - alle hører til det første niveau.

Det andet niveau omfatter små rovdyr, såsom vilde katte, mink, fritter, planktonædende fisk, ugler og slanger. Disse dyr tjener som mad til tredje niveau forbrugere - større rovdyr. Det er dyr som ræv, los, løve, høg, gedde osv. Sådanne rovdyr kaldes også apex-rovdyr. Top rovdyr spiser ikke nødvendigvis kun dem på det tidligere niveau. For eksempel kan en lille ræv blive bytte for en høg, og en los kan jage både gnavere og ugler.

Nedbrydere

Det er organismer, der behandler animalske affaldsprodukter og deres døde kød til uorganiske forbindelser. Disse omfatter nogle typer svampe, henfaldsbakterier. Nedbrydernes rolle er at lukke kredsløbet af stoffer i naturen. De returnerer vand og simple uorganiske forbindelser til jorden og luften, som producenterne bruger til deres livsaktiviteter. Nedbrydere behandler ikke kun døde dyr, men også for eksempel nedfaldne blade, der begynder at rådne i skoven eller tørt græs i steppen.

Trofiske netværk

Alle fødekæder eksisterer i konstant forhold til hinanden. Indsamlingen af ​​flere fødekæder udgør et trofisk net. Dette er en slags pyramide, der består af flere niveauer, og hvert niveau er dannet af bestemte led i fødekæden. For eksempel i kæder:

• flue - frø - hejre;
• græshoppe - slange - falk;

Fluen og græshoppen vil tilhøre det første trofiske niveau, slangen og frøen til det andet, og hejren og falken til det tredje.

Typer af fødekæder: eksempler i naturen

De er opdelt i græsgange og detritus. Pastorale fødekæder fordelt på stepper og verdenshavene. Begyndelsen af ​​disse kæder er producenter. For eksempel græs eller alger. Dernæst kommer førsteordens forbrugere, for eksempel planteædere eller babyfisk og små krebsdyr, der lever af alger. Næste i kæden er små rovdyr, såsom ræve, mink, ildere, aborrer og ugler. Superrovdyr, såsom løver, bjørne og krokodiller, fuldender kæden. Superrovdyr er ikke bytte for andre dyr, men efter deres død tjener de som fødemateriale for nedbrydere. Nedbrydere deltager i processen med nedbrydning af resterne af disse dyr.

Skadelige fødekæder stammer fra rådnende organisk stof. For eksempel fra rådnende blade og resterende græs eller fra nedfaldne bær. Sådanne kæder er almindelige i løv- og blandingsskove. Nedfaldne rådnende blade - skovlus - ravn. Her er et eksempel på sådan en fødekæde. De fleste dyr og mikroorganismer kan samtidig være led i begge typer fødekæder. Et eksempel på dette er spætten, der lever af insekter, der nedbryder dødt ved. Disse er repræsentanter for den skadelige fødekæde, og selve spætten kan blive bytte for et lille rovdyr, for eksempel en los. Lynx kan også jage gnavere - repræsentanter for græsningsfødekæden.

Enhver fødekæde kan ikke være særlig lang. Dette skyldes det faktum, at kun 10% af energien fra det foregående niveau overføres til hvert efterfølgende niveau. De fleste af dem består af 3 til 6 links.

En fødekæde er en kompleks struktur af led, hvor hver af dem er forbundet med det tilstødende eller et andet led. Disse komponenter i kæden er forskellige grupper af flora og fauna organismer.

I naturen er en fødekæde en måde at flytte stof og energi på i et miljø. Alt dette er nødvendigt for udvikling og "konstruktion" af økosystemer. Trofiske niveauer er et samfund af organismer placeret på et bestemt niveau.

Biotisk kredsløb

Fødekæden er et biotisk kredsløb, der forbinder levende organismer og livløse komponenter. Dette fænomen kaldes også biogeocenose og omfatter tre grupper: 1. Producenter. Gruppen består af organismer, der producerer fødestoffer til andre skabninger gennem fotosyntese og kemosyntese. Produktet af disse processer er primære organiske stoffer. Traditionelt er producenterne de første i fødekæden. 2. Forbrugere. Fødevarekæden placerer denne gruppe over producenterne, fordi de indtager de næringsstoffer, som producenterne producerede. Denne gruppe omfatter forskellige heterotrofe organismer, for eksempel dyr, der spiser planter. Der er flere underarter af forbrugere: primære og sekundære. Kategorien primære forbrugere omfatter planteædere, og de sekundære forbrugere omfatter kødædere, der spiser de tidligere beskrevne planteædere. 3. Nedbrydere. Dette inkluderer organismer, der ødelægger alle tidligere niveauer. Et tydeligt eksempel er, når hvirvelløse dyr og bakterier nedbryder planterester eller døde organismer. Dermed slutter fødekæden, men kredsløbet af stoffer i naturen fortsætter, da der som et resultat af disse omdannelser dannes mineraler og andre nyttige stoffer. Efterfølgende bruges de dannede komponenter af producenterne til at danne primært organisk stof. Fødekæden har en kompleks struktur, så sekundære forbrugere nemt kan blive mad for andre rovdyr, som er klassificeret som tertiære forbrugere.

Klassifikation

En sådan kæde har en mere kompleks struktur af forbindelser; det er endda muligt for fjerde-ordens rovdyr at dukke op der.

Pyramider

Solens energi spiller en enorm rolle i livets reproduktion. Mængden af ​​denne energi er meget stor (ca. 55 kcal pr. 1 cm 2 pr. år). Af denne mængde registrerer producenter - grønne planter - ikke mere end 1-2% energi som følge af fotosyntese, og ørkener og havet - hundrededele af en procent.

Antallet af led i fødekæden kan variere, men normalt er der 3-4 (mindre ofte 5). Faktum er, at så lidt energi når det sidste led i fødekæden, at det ikke vil være nok, hvis antallet af organismer stiger.

Ris. 1. Fødekæder i et terrestrisk økosystem

Et sæt af organismer, der er forenet af én type ernæring og indtager en bestemt position i fødekæden, kaldes trofisk niveau. Organismer, der modtager deres energi fra Solen gennem det samme antal trin, tilhører det samme trofiske niveau.

Den enkleste fødekæde (eller fødekæde) kan bestå af fytoplankton, efterfulgt af større planteædende planktoniske krebsdyr (zooplankton), og ender med en hval (eller små rovdyr), der filtrerer disse krebsdyr fra vandet.

Naturen er kompleks. Alle dets elementer, levende og ikke-levende, er én helhed, et kompleks af interagerende og indbyrdes forbundne fænomener og skabninger tilpasset til hinanden. Disse er led i én kæde. Og hvis du fjerner mindst ét ​​sådant led fra den samlede kæde, kan resultaterne være uventede.

At bryde fødekæder kan have en særlig negativ indvirkning på skovene – uanset om de er tempererede skovbiocenoser eller tropiske skovebiocenoser, der er rige på artsdiversitet. Mange arter af træer, buske eller urteagtige planter er afhængige af en bestemt bestøver – bier, hvepse, sommerfugle eller kolibrier – der lever inden for planteartens rækkevidde. Så snart det sidste blomstrende træ eller urteagtige plante dør, vil bestøveren blive tvunget til at forlade dette levested. Som et resultat vil fytofager (planteædere), der lever af disse planter eller træfrugter, dø. De rovdyr, der jagede phytofager, vil stå uden føde, og så vil ændringerne successivt påvirke de resterende led i fødekæden. Som følge heraf vil de påvirke mennesker, da de har deres egen specifikke plads i fødekæden.

Fødevarekæder kan opdeles i to hovedtyper: græsning og detrital. Fødevarepriser, der begynder med autotrofe fotosyntetiske organismer, kaldes græsgange, eller spisekæder.Øverst i græsningskæden er der grønne planter. På andet niveau af græsningskæden er der sædvanligvis fytofager, dvs. dyr, der spiser planter. Et eksempel på en græslandsfødekæde er forholdet mellem organismer i en flodsletteeng. Sådan en kæde begynder med en engblomstrende plante. Det næste led er en sommerfugl, der lever af en blomsts nektar. Så kommer indbyggeren af ​​våde levesteder - frøen. Dens beskyttende farve gør det muligt for den at bagholde sit bytte, men redder den ikke fra et andet rovdyr - den almindelige græsslange. Hejren, efter at have fanget slangen, lukker fødekæden i flodsletten.

Hvis en fødekæde begynder med døde planterester, kadavere og dyreekskrementer - detritus, kaldes det skadelig, eller nedbrydningskæde. Udtrykket "detritus" betyder et produkt af henfald. Det er lånt fra geologien, hvor detritus refererer til produkterne fra stenødelæggelse. I økologi er detritus organisk stof involveret i nedbrydningsprocessen. Sådanne kæder er typiske for samfund på bunden af ​​dybe søer og oceaner, hvor mange organismer lever af sedimentering af detritus dannet af døde organismer fra de øverste oplyste lag af reservoiret.

I skovbiocenoser begynder detritalkæden med nedbrydning af dødt organisk materiale af saprofage dyr. Den mest aktive deltagelse i nedbrydningen af ​​organisk materiale her tages af jordløse hvirvelløse dyr (leddyr, orme) og mikroorganismer. Der er også store saprofager - insekter, der forbereder et substrat for organismer, der udfører mineraliseringsprocesser (for bakterier og svampe).

I modsætning til græsningskæden øges størrelsen af ​​organismer, når de bevæger sig langs detrituskæden, ikke, men falder tværtimod. Så på andet niveau kan der være gravende insekter. Men de mest typiske repræsentanter for detritalkæden er svampe og mikroorganismer, der lever af dødt stof og fuldender processen med nedbrydning af bioorganiske stoffer til tilstanden af ​​de enkleste mineralske og organiske stoffer, som derefter forbruges i opløst form af rødderne af grønne planter i toppen af ​​græsningskæden, og derved starter en ny cirkel af bevægelse af stof.

Nogle økosystemer er domineret af græsgange, mens andre er domineret af detrituskæder. For eksempel betragtes en skov som et økosystem domineret af detrituskæder. I økosystemet af en rådnende stub er der slet ingen græsningskæde. Samtidig fortæres for eksempel i havoverfladeøkosystemer næsten alle producenter repræsenteret af fytoplankton af dyr, og deres lig synker til bunds, dvs. forlade det offentliggjorte økosystem. Sådanne økosystemer er domineret af græsning eller græssende fødekæder.

Generel regel vedrørende evt fødekæden, hedder det: På hvert trofisk niveau i et samfund bliver det meste af den energi, der absorberes fra mad, brugt på at opretholde liv, spredes og kan ikke længere bruges af andre organismer. Således er den mad, der indtages på hvert trofisk niveau, ikke fuldstændig assimileret. En væsentlig del af det bruges på stofskiftet. Når vi bevæger os til hvert efterfølgende led i fødekæden, falder den samlede mængde brugbar energi, der overføres til det næste højere trofiske niveau.

TROFISKE KÆDER

Formål med arbejdet: opnå færdigheder i at sammensætte og analysere fødevarekæder (trofiske).

Generel information

Der er forskellige forbindelser mellem levende organismer i økosystemer. En af de centrale forbindelser, som cementerer en række organismer til ét økosystem, er mad eller trofisk. Fødevareforbindelser forener organismer med hinanden efter fødevare-forbruger-princippet. Dette fører til fremkomsten af ​​føde- eller trofiske kæder. Inden for et økosystem skabes energiholdige stoffer af autotrofe organismer og tjener som føde for heterotrofer. Fødevareforbindelser er mekanismer til at overføre energi fra en organisme til en anden. Et typisk eksempel er et dyr, der spiser planter. Dette dyr kan til gengæld spises af et andet dyr. Energioverførsel kan ske på denne måde gennem en række organismer.

Hver efterfølgende lever af den forrige, som forsyner den med råvarer og energi.

Denne sekvens af overførsel af fødeenergi i ernæringsprocessen fra dens kilde gennem en række af levende organismer kaldes fødekæde (trofisk), eller strømkredsløb. Trofiske kæder- dette er vejen for ensrettet strøm af solenergi absorberet under fotosynteseprocessen gennem levende organismer i økosystemet til miljøet, hvor den ubrugte del af det spredes i form af lavtemperatur termisk energi.

mus, spurve, duer. Nogle gange kaldes enhver fødevareforbindelse i økologisk litteratur en "rovdyr-byttedyr"-forbindelse, hvilket betyder, at et rovdyr er en æder. Rovdyr-byttesystemets stabilitet sikres af følgende faktorer:

- rovdyrets ineffektivitet, byttets flugt;

- miljørestriktioner pålagt af det ydre miljø på befolkningsstørrelsen;

- tilgængelighed af alternative føderessourcer til rovdyr;

- reducere forsinkelsen i rovdyrets reaktion.

Placeringen af ​​hvert led i fødekæden er trofisk niveau. Det første trofiske niveau er optaget af autotrofer, eller såkaldte primære producenter. Organismer på det andet trofiske niveau kaldes første-

primære forbrugere, den tredje - sekundære forbrugere mv.

Trofiske kæder er opdelt i to hovedtyper: græsning (græsningskæder, forbrugskæder) og editrite (nedbrydningskæder).

Plante → hare → ulv Producent → planteæder → kødæder

Følgende fødekæder er også udbredte:

Plantemateriale (f.eks. nektar) → flue → edderkop → spidsmus → ugle.

Rosenbuskesaft → bladlus → mariehøne → edderkop → insektædende fugl → rovfugl.

I akvatiske, især marine, økosystemer er rovdyrfødekæderne længere end i de terrestriske.

Detritalkæden begynder med dødt organisk materiale - detritus, som ødelægges af detritivorer, der spises af små rovdyr, og slutter med nedbrydernes arbejde, der mineraliserer organiske rester. Løvskove spiller en vigtig rolle i de skadelige fødekæder i terrestriske økosystemer, hvoraf det meste af løvet ikke forbruges af planteædere og er en del af skovaffaldet. Bladene knuses af adskillige detritivorer (svampe, bakterier, insekter) og indtages derefter af regnorme, som ensartet fordeler humus i overfladelaget af jorden, og danner en muld. Nedbrydning

mikroorganismer, der fuldender kæden, producerer den endelige mineralisering af døde organiske rester (fig. 1).

Generelt kan typiske detrituskæder i vores skove repræsenteres som følger:

bladstrøelse → regnorm → solsort → spurvehøg;

dødt dyr → ådsler fluelarver → græsfrø → slange.

Ris. 1. Skadelig fødekæde (ifølge Nebel, 1993)

Som et eksempel kan vi betragte træ som en kilde til organisk materiale, der udsættes for biologisk forarbejdning i jorden af ​​organismer, der bebor jorden. Træ, der falder på jordoverfladen, forarbejdes primært af larverne fra langhornede biller, borere og borere, som bruger det til føde. De erstattes af svampe, hvis mycelium primært sætter sig i de passager, der er lavet i skoven af ​​insekter. Svampe løsner yderligere og ødelægger træet. Sådant løst træ og selve myceliet viser sig at være føde for ildblomstlarver. I næste fase sætter myrer sig ned i det i forvejen alvorligt beskadigede træ og ødelægger næsten alle larverne og skaber betingelser for, at en ny generation af svampe kan slå sig ned i skoven. Snegle begynder at fodre på sådanne svampe. Nedbrydningsmikrober fuldender ødelæggelsen og befugtningen af ​​træ.

Tilsvarende sker der befugtning og mineralisering af gødning fra vilde og husdyr, der kommer ind i jorden.

Som regel er føden til ethvert levende væsen mere eller mindre varieret. Kun alle grønne planter "føder" på samme måde: kuldioxid og ioner af mineralsalte. Hos dyr er tilfælde af snæver specialisering af ernæring ret sjældne. Som et resultat af en mulig ændring i dyrenes ernæring er alle økosystemorganismer involveret i et komplekst netværk af fødevarerelationer. Fødevarekæder er tæt forbundet med hinanden danner føde eller trofiske netværk. I et fødenet er hver art direkte eller indirekte forbundet med mange. Et eksempel på et trofisk netværk med placering af organismer efter trofiske niveauer er vist i fig. 2.

Fødevæv i økosystemer er meget komplekse, og vi kan konkludere, at den energi, der kommer ind i dem, migrerer i lang tid fra en organisme til en anden.

Ris. 2. Trofisk netværk

I biocenoser spiller fødevareforbindelser en dobbelt rolle. For det første de

sørge for overførsel af stof og energi fra en organisme til en anden.

Således sameksisterer arter sammen og understøtter hinandens liv. For det andet madforbindelser tjene som en mekanisme til at regulere numerisk

Repræsentation af trofiske netværk kan være traditionel (fig. 2) eller ved hjælp af rettede grafer (digrafer).

En geometrisk orienteret graf kan repræsenteres som et sæt af toppunkter, angivet med cirkler med topnumre og buer, der forbinder disse toppunkter. En bue angiver retningen fra et toppunkt til et andet En sti i en graf er en endelig sekvens af buer, hvor begyndelsen af ​​hver efterfølgende bue falder sammen med slutningen af ​​den foregående. En bue kan udpeges af det par af hjørner, som den forbinder. En sti skrives som en sekvens af knudepunkter, den passerer igennem. En sti kaldes en sti, hvis startspids falder sammen med det endelige knudepunkt.

FOR EKSEMPEL:

AT 3;

1, 2 eller 1, 3, 2 – stier fra toppen

I strømnetværket viser toppen af ​​grafen modelleringsobjekter; buer, angivet med pile, fører fra byttet til rovdyret.

Enhver levende organisme optager en bestemt økologisk niche. En økologisk niche er et sæt territoriale og funktionelle karakteristika for et habitat, der opfylder kravene til en given art. Ikke to arter har identiske nicher i det økologiske faserum. Ifølge Gauses princip om konkurrenceudelukkelse kan to arter med lignende økologiske krav ikke indtage den samme økologiske niche i lang tid. Disse arter konkurrerer, og den ene af dem fortrænger den anden. Baseret på strømnetværk kan du bygge konkurrence graf. Levende organismer i konkurrencegrafen vises som hjørner af grafen; der tegnes en kant (en forbindelse uden retning) mellem hjørnerne, hvis der er en levende organisme, der tjener som føde for organismerne, der vises af ovenstående hjørner.

Udviklingen af ​​en konkurrencegraf giver mulighed for at identificere konkurrerende arter af organismer og analysere økosystemets funktion og dets sårbarhed.

Princippet om at matche væksten i kompleksitet af et økosystem med at øge dets stabilitet er bredt accepteret. Hvis økosystemet er repræsenteret af et fødevarenetværk, kan forskellige måder at måle kompleksitet på:

- bestemme antallet af buer;

- find forholdet mellem antallet af buer og antallet af hjørner;

Trofisk niveau bruges også til at måle kompleksiteten og mangfoldigheden af ​​fødenettet, dvs. organismens plads i fødekæden. Det trofiske niveau kan bestemmes både af den korteste og af den længste fødekæde fra det pågældende toppunkt, som har et trofisk niveau lig med "1".

PROCEDURE FOR UDFØRELSE AF ARBEJDET

Øvelse 1

Lav et netværk for 5 deltagere: græs, fugle, insekter, harer, ræve.

Opgave 2

Etabler fødekæderne og det trofiske niveau langs den korteste og længste vej i fødevarenetværket fra opgave "1".

4 . Insekter

Bemærk: Græsningsfødekæden begynder hos producenterne. Den organisme, der er anført i kolonne 1, er det øverste trofiske niveau. For forbrugere af den første orden falder de lange og korte veje i den trofiske kæde sammen.

Opgave 3

Foreslå et trofisk netværk i henhold til opgavemuligheden (Tabel 1P), og lav en tabel over trofiske niveauer langs den længste og korteste vej. Forbrugernes fødevarepræferencer er vist i tabel. 2P.

Opgave 4

Lav et trofisk netværk i henhold til fig. 3 og placere sine medlemmer efter trofiske niveauer

RAPPORTERINGSPLAN

1. Formålet med arbejdet.

2. Fødevarewebgraf og konkurrencegraf baseret på træningseksemplet (opgave 1, 2).

3. Tabel over trofiske niveauer baseret på uddannelseseksemplet (opgave 3).

4. Fødevarenetværksgraf, konkurrencegraf, tabel over trofiske niveauer i henhold til opgavemuligheden.

5. Skema af det trofiske netværk med placering af organismer efter trofiske niveauer (ifølge fig. 3).

Ris. 3. Tundra biocenose.

Første række: små spurvefugle, forskellige dipterous insekter, ru-benet musvåge. Anden række: polarræv, lemminger, polar ugle. Tredje række: hvid agerhøne, hvide harer. Fjerde række: gås, ulv, rensdyr.

Litteratur

1. Reimers N.F. Naturforvaltning: Ordbogsopslagsbog. – M.: Mysl, 1990. 637 s.

2. Dyreliv i 7 bind. M.: Uddannelse, 1983-1989.

3. Zlobin Yu.A. Generel økologi. Kiev: Naukova Dumka, 1998. – 430 s.

4. Stepanovskikh A.S. Økologi: Lærebog for universiteter. – M.: UNITIDAN,

5. Nebel B. Miljøvidenskab: hvordan verden fungerer. – M.: Mir, 1993.

–t.1 – 424 s.

6. Økologi: Lærebog for tekniske universiteter / L.I. Tsvetkova, M.I. Alekseev osv.; Ed. L.I. Tsvetkova.–M.: ASV; St. Petersborg: Khimizdat, 2001.-552 s.

7. Girusov E.V. Økologi og økonomi i miljøledelse: Lærebog for universiteter / Red. Prof. E.V. Girusova. – M.: Lov og Lov, ENHED,