Komplekse ernæringsmæssige interaktioner eksisterer mellem autotrofer og heterotrofer i økosystemer. Nogle organismer spiser andre og udfører dermed overførslen af ​​stoffer og energi - grundlaget for økosystemets funktion.

Inden for et økosystem skabes organisk stof af autotrofe organismer såsom planter. Planter bliver spist af dyr, som igen bliver spist af andre dyr. Denne sekvens kaldes en fødekæde (fig. 1), og hvert led i fødekæden kaldes et trofisk niveau.

Skelne

Fødevarekæder på græsarealer(græsningskæder) - fødekæder, der begynder med autotrofe fotosyntetiske eller kemosyntetiske organismer (fig. 2.). Græsningsfødekæder findes overvejende i terrestriske og marine økosystemer.

Et eksempel er græsarealernes fødekæde. Denne kæde begynder med anlæggets opsamling af solenergi. Sommerfuglen, der lever af en blomsts nektar, repræsenterer det andet led i denne kæde. En guldsmede, et rovflyvende insekt, angriber en sommerfugl. En frø, der gemmer sig blandt det grønne græs, fanger en guldsmede, men tjener selv som bytte for et rovdyr som græsslangen. Han kunne have brugt hele dagen på at fordøje frøen, men før solen overhovedet var gået ned, blev han selv bytte for et andet rovdyr.

Fødekæden, der går fra en plante gennem en sommerfugl, guldsmede, frø, slange til en høg, angiver bevægelsesretningen for organiske stoffer såvel som energien i dem.

I oceaner og have findes autotrofe organismer (encellede alger) kun op til dybden af ​​lysgennemtrængning (maksimalt op til 150-200 m). Heterotrofe organismer, der lever i dybere vandlag, stiger op til overfladen om natten for at fodre med alger, og om morgenen går de dybere igen, hvilket gør daglige lodrette vandringer op til 500-1000 m lange. Til gengæld, med begyndelsen af ​​morgenen, heterotrofe organismer organismer fra endnu dybere lag stiger til toppen for at leve af andre organismer, der kommer ned fra overfladelagene.

I de dybe have og oceaner er der således en slags "fødestige", takket være hvilken organisk materiale skabt af autotrofe organismer i vandets overfladelag transporteres langs kæden af ​​levende organismer til bunden. I denne henseende anser nogle marine økologer hele vandsøjlen for at være en enkelt biogeocenose. Andre mener, at miljøforholdene i vandets overflade- og bundlag er så forskellige, at de ikke kan betragtes som en enkelt biogeocenose.

Skadelige fødekæder(nedbrydningskæder) - fødekæder, der begynder med detritus - døde rester af planter, lig og dyreekskrementer (fig. 2).

Detritale kæder er mest typiske for samfund af kontinentale reservoirer, bunden af ​​dybe søer, oceaner, hvor mange organismer lever af detritus dannet af døde organismer i de øverste oplyste lag af reservoiret, eller som er kommet ind i reservoiret fra terrestriske økosystemer, f.eks. formen af ​​bladstrøelse.

Økosystemerne i bunden af ​​havene og oceanerne, hvor sollys ikke trænger ind, eksisterer kun på grund af den konstante aflejring der af døde organismer, der lever i overfladelagene af vand. Den samlede masse af dette stof i verdenshavet om året når mindst flere hundrede millioner tons.

Detritale kæder er også almindelige i skove, hvor det meste af den årlige stigning i planters levende vægt ikke forbruges direkte af planteædere, men dør og danner affald og derefter nedbrydes af saprotrofiske organismer, efterfulgt af mineralisering af nedbrydere. Svampe har stor betydning ved nedbrydning af døde plantestoffer, især træ.

Heterotrofe organismer, der lever direkte på detritus, kaldes detritivorer. I terrestriske økosystemer er de mange arter af insekter, orme osv. Store detritivorer, som omfatter nogle fuglearter (gribbe, krager osv.) og pattedyr (hyæner osv.) kaldes ådselædere.

I akvatiske økosystemer er de mest almindelige detritivorer leddyr - akvatiske insekter og deres larver og krebsdyr. Detritivorer kan fodre på andre, større heterotrofe organismer, som selv kan tjene som føde for rovdyr.

Trofiske niveauer

Typisk er forskellige trofiske niveauer i økosystemer ikke adskilt i rummet. I nogle tilfælde er de dog ret tydeligt differentierede. For eksempel i geotermiske kilder er autotrofe organismer - blågrønne alger og autotrofe bakterier, der danner specifikke alge-bakterielle samfund ("måtter") almindelige ved temperaturer over 40-45 ° C. Ved lavere temperaturer overlever de ikke.

På den anden side findes heterotrofe organismer (bløddyr, larver af akvatiske insekter osv.) ikke i geotermiske kilder ved temperaturer over 33-36 ° C, så de lever af fragmenter af måtter, der føres af strømmen til zoner med lavere temperaturer.

I sådanne geotermiske kilder skelnes der således klart mellem en autotrof zone, hvor kun autotrofe organismer er almindelige, og en heterotrofe zone, hvor autotrofe organismer er fraværende, og kun heterotrofe organismer findes.

Trofiske netværk

I økologiske systemer er der dog en række parallelle fødekæder, f.eks.

urteagtig vegetation -> gnavere -> små rovdyr
urteagtig vegetation -> hovdyr -> store rovdyr,

som forener indbyggerne i jorden, urteagtig dækning, trælag, der er andre forhold. I de fleste tilfælde kan den samme organisme tjene som fødekilde for mange organismer og dermed være en del af forskellige fødekæder og bytte for forskellige rovdyr. For eksempel kan dafnier ikke kun spises af små fisk, men også af rovdyret krebsdyr Cyclops, og skalle kan spises ikke kun af gedde, men også af odder.

Den trofiske struktur af et samfund afspejler forholdet mellem producenter, forbrugere (separat af den første, anden, osv. ordre) og nedbrydere, udtrykt enten ved antallet af individer af levende organismer, eller deres biomasse, eller energien indeholdt i dem. beregnet pr. arealenhed pr. tidsenhed.

Alle levende væsener på vores planet er forbundet med hinanden via en af ​​de stærkeste forbindelser - mad. Det vil sige, at nogen er mad for en anden, eller, i videnskabelige termer, en fødevareforsyning. Planteædere spiser planter, planteæderne selv bliver spist af rovdyr, som igen kan spises af andre, større og stærkere rovdyr. I biologi kaldes disse ejendommelige fødeforbindelser normalt fødekæder. At forstå, hvordan fødekædens økosystem fungerer, giver biologer en forståelse af de forskellige nuancer af levende organismer, hjælper med at forklare nogle dyrs adfærd og forstår, hvor benene kommer fra for visse vaner hos vores firbenede venner.

Typer af strømkredsløb

Generelt er der to hovedtyper af fødekæder: græsningskæden (også kendt som græsningsfødekæden) og den detritale fødekæde, som også kaldes nedbrydningskæden.

Pastoral fødekæde

Græsningsfødekæden er generelt enkel og forståelig; dens essens er kort beskrevet i begyndelsen af ​​artiklen: planter tjener som føde for planteædere og kaldes i videnskabelig terminologi producenter. Planteædere, der spiser planter, kaldes forbrugere (fra latin er dette ord oversat som "forbrugere") af første orden. Små rovdyr er forbrugere af anden orden, og større er af tredje orden. I naturen er der også længere fødekæder, der tæller fem eller flere led, disse findes hovedsageligt i havene, hvor større (og glubske) fisk spiser mindre, som igen spiser endnu mindre, og så videre ned til alger. Ledene i fødekæden lukkes af et særligt glad led, som ikke længere tjener som mad for nogen. Normalt er dette en person, selvfølgelig, forudsat at han er forsigtig og ikke forsøger at svømme med hajer eller gå med løver)). Men seriøst, sådan et lukkende led af ernæring i biologi kaldes en nedbryder.

Detrital fødekæde

Men her sker alt lidt omvendt, nemlig at energistrømmen i fødekæden går i den modsatte retning: store dyr, hvad enten det er rovdyr eller planteædere, dør og nedbrydes, deres rester lever af mindre dyr, forskellige ådselædere (f.eks. , hyæner), som på deres side også dør og nedbrydes, og deres dødelige rester tjener på samme måde som føde, enten for endnu mindre elskere af ådsler (f.eks. nogle arter af myrer) eller til forskellige specielle mikroorganismer. Mikroorganismer, der behandler resterne, frigiver et særligt stof kaldet detritus, deraf navnet på denne fødekæde.

Et mere visuelt diagram af strømkredsløbet er vist på billedet.

Hvad betyder længden af ​​strømkredsløbet?

At studere længden af ​​fødekæden giver forskerne svar på mange spørgsmål, for eksempel hvor gunstigt miljøet er for dyr. Jo mere gunstigt levestedet er, jo længere vil den naturlige fødekæde være på grund af overfloden af ​​forskellige dyr, der tjener hinanden som føde. Men den længste fødekæde er for fisk og andre indbyggere i havdybderne.

Hvad er grundlaget for fødekæden?

Grundlaget for enhver fødekæde er fødevareforbindelser og energi, som overføres med forbruget af en repræsentant for faunaen (eller floraen) til en anden. Takket være den modtagne energi kan forbrugerne fortsætte deres livsaktiviteter, men til gengæld bliver de også afhængige af deres mad (foderbase). For eksempel, når den berømte migration af lemminger finder sted, der tjener som føde for forskellige arktiske rovdyr: ræve, ugler, er der en reduktion i bestanden af ​​ikke kun lemmingerne selv (som dør i massevis under disse samme vandringer), men også rovdyrene der lever af lemminger, og nogle af dem vandrer endda med dem.

Strømkredsløb, videofilm

Og derudover tilbyder vi dig en undervisningsvideo om betydningen af ​​fødekæder i biologien.

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.

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 i hvert led i fødekæden, med hver overførsel af energi, går 80-90% af den 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

Introduktion

Et slående eksempel på en kraftkæde:

Klassificering af levende organismer med hensyn til deres rolle i stoffernes kredsløb

Enhver fødekæde involverer 3 grupper af levende organismer:

Forbindelser mellem organismer i fødekæden

Fødekæden, hvad end den måtte være, skaber tætte forbindelser mellem forskellige genstande af både livlig og livløs natur. Og brud på absolut ethvert link kan føre til katastrofale resultater og en ubalance i naturen. Den vigtigste og mest integrerede komponent i enhver strømkæde er solenergi. Uden det vil der ikke være noget liv. Når man bevæger sig langs fødekæden, behandles denne energi, og hver organisme gør den til sin egen, idet den kun overfører 10% til det næste led.

Ved døden går kroppen ind i andre lignende fødekæder, og dermed fortsætter kredsløbet af stoffer. Alle organismer kan nemt forlade en fødekæde og flytte ind i en anden.

Naturområdernes rolle i stoffernes kredsløb

Naturligvis skaber organismer, der lever i samme naturlige zone, deres egne specielle fødekæder med hinanden, som ikke kan gentages i nogen anden zone. Således består fødekæden i steppezonen for eksempel af en lang række forskellige græsser og dyr. Fødekæden i steppen omfatter praktisk talt ikke træer, da der enten er meget få af dem, eller de er forkrøblede. Hvad dyreverdenen angår, er artiodactyler, gnavere, falke (høge og andre lignende fugle) og forskellige slags insekter fremherskende her.

Klassificering af strømkredsløb

Princippet om økologiske pyramider

Hvis vi specifikt betragter kæderne, der starter med planter, kommer hele kredsløbet af stoffer i dem fra fotosyntese, hvorunder solenergi absorberes. Planter bruger det meste af denne energi på deres vitale funktioner, og kun 10% går til det næste led. Som et resultat kræver hver efterfølgende levende organisme flere og flere skabninger (objekter) af det forrige link. Dette er godt demonstreret af økologiske pyramider, som oftest bruges til disse formål. De er pyramider af masse, mængde og energi.