Autotrofien ja heterotrofien välillä on monimutkaisia ​​ravitsemusvuorovaikutuksia ekosysteemeissä. Jotkut organismit syövät toisia ja suorittavat siten aineiden ja energian siirtoa - ekosysteemin toiminnan perustan.

Ekosysteemissä orgaanista ainetta tuottavat autotrofiset organismit, kuten kasvit. Kasveja syövät eläimet, joita puolestaan ​​syövät muut eläimet. Tätä sekvenssiä kutsutaan ravintoketjuksi (kuva 1), ja jokaista ravintoketjun lenkkiä kutsutaan troofiseksi tasoksi.

Erottaa

Niityt ravintoketjut(laiduntamisketjut) - ravintoketjut, jotka alkavat autotrofisista fotosynteettisistä tai kemosynteettisistä organismeista (kuva 2.). Laitumien ravintoketjuja esiintyy pääasiassa maa- ja meriekosysteemeissä.

Esimerkkinä on niittyjen ravintoketju. Tämä ketju alkaa aurinkoenergian talteenotosta laitoksella. Kukan nektarilla ruokkiva perhonen edustaa tämän ketjun toista lenkkiä. Sudenkorento, saalistava lentävä hyönteinen, hyökkää perhosen kimppuun. Vihreän ruohon sekaan piileskelevä sammakko nappaa sudenkorennon, mutta toimii itse sellaisen saalistajan kuin ruohokäärmeen saaliina. Hän olisi voinut viettää koko päivän sammakon sulattamiseen, mutta ennen kuin aurinko oli edes laskenut, hänestä tuli toisen saalistajan saalis.

Ravintoketju, joka kulkee kasvista perhosen, sudenkorennon, sammakon, käärmeen kautta haukkuun, osoittaa orgaanisten aineiden liikesuunnan sekä niiden sisältämän energian.

Valtamerissä ja merissä autotrofisia organismeja (yksisoluisia leviä) esiintyy vain valon tunkeutumissyvyyteen saakka (enintään 150-200 m). Syvemmissä vesikerroksissa elävät heterotrofiset organismit nousevat öisin pintaan syömään leviä, ja aamulla ne menevät taas syvemmälle ja tekevät päivittäin jopa 500-1000 m pitkiä pystysuuntaisia ​​vaelluksia. Aamulla puolestaan ​​heterotrofinen jopa syvemmistä kerroksista peräisin olevat organismit nousevat huipulle syömään muita pintakerroksista laskeutuvia organismeja.

Siten syvissä merissä ja valtamerissä on eräänlainen "ruokaportaat", jonka ansiosta autotrofisten organismien luoma orgaaninen aine veden pintakerroksissa kuljetetaan elävien organismien ketjua pitkin aivan pohjaan. Tässä suhteessa jotkut meriekologit pitävät koko vesipatsasta yhtenä biogeocenoosina. Toiset uskovat, että ympäristöolosuhteet veden pinta- ja pohjakerroksissa ovat niin erilaisia, ettei niitä voida pitää yhtenä biogeosenoosina.

Haitalliset ravintoketjut(hajoamisketjut) - ravintoketjut, jotka alkavat detrituksella - kuolleet kasvien jäännökset, ruumiit ja eläinten ulosteet (kuva 2).

Jäteketjut ovat tyypillisimpiä mannerten altaiden yhteisöille, syvien järvien pohjalle, valtamerille, joissa monet organismit ruokkivat säiliön ylempien valaistujen kerrosten kuolleiden organismien muodostamaa roskaa tai jotka ovat päässeet säiliöön esimerkiksi maan ekosysteemeistä lehtihiekan muoto.

Merien ja valtamerten pohjan ekosysteemit, joihin auringonvalo ei tunkeudu, ovat olemassa vain veden pintakerroksissa elävien kuolleiden organismien jatkuvan asettumisen ansiosta. Tämän aineen kokonaismassa maailman valtameressä saavuttaa vähintään useita satoja miljoonia tonneja vuodessa.

Rikaketjut ovat yleisiä myös metsissä, joissa suurin osa kasvien elopainon vuotuisesta kasvusta ei mene suoraan kasvinsyöjien kulutukseen, vaan kuolee muodostaen kuiviketta, minkä jälkeen saprotrofiset organismit hajottavat sen, minkä jälkeen hajoajat mineralisoituvat. Sienillä on suuri merkitys kuolleen kasviaineen, erityisesti puun, hajottamisessa.

Heterotrofisia organismeja, jotka ruokkivat suoraan roskaa, kutsutaan detritivoreiksi. Maan ekosysteemeissä ne ovat monia hyönteislajeja, matoja jne. Suuria detritivoreja, joihin kuuluu joitain lintulajeja (korppikotkat, varikset jne.) ja nisäkkäitä (hyeenat jne.), kutsutaan raadonsyöjiksi.

Vesiekosysteemeissä yleisimpiä tuholaisia ​​ovat niveljalkaiset - vesihyönteiset ja niiden toukat sekä äyriäiset. Detritivorit voivat ruokkia muita, suurempia heterotrofisia organismeja, jotka itse voivat toimia petoeläinten ravinnoksi.

Troofiset tasot

Tyypillisesti ekosysteemien erilaiset trofiset tasot eivät erotu toisistaan ​​avaruudessa. Joissakin tapauksissa ne eroavat kuitenkin melko selvästi. Esimerkiksi geotermisissä lähteissä autotrofiset organismit - sinilevät ja autotrofiset bakteerit, jotka muodostavat erityisiä levä-bakteeriyhteisöjä ("matot") ovat yleisiä lämpötiloissa yli 40-45 ° C. Alemmissa lämpötiloissa ne eivät selviä.

Toisaalta heterotrofisia organismeja (nilviäisiä, vesihyönteisten toukkia jne.) ei tavata geotermisissä lähteissä yli 33–36 °C:n lämpötiloissa, joten ne syövät matonpalasia, joita virta kuljettaa alueille, joissa lämpötila on alhaisempi.

Tällaisissa geotermisissä lähteissä erotetaan siis selvästi autotrofinen vyöhyke, jossa vain autotrofiset organismit ovat yleisiä, ja heterotrofinen vyöhyke, jossa autotrofisia organismeja ei ole ja vain heterotrofisia organismeja löytyy.

Troofiset verkot

Vaikka ekologisissa systeemeissä on useita rinnakkaisia ​​ravintoketjuja, esim.

ruohokasvillisuus -> jyrsijät -> pienet petoeläimet
ruohokasvillisuus -> sorkka- ja kavioeläimet -> suuret petoeläimet,

jotka yhdistävät maaperän, ruohomaisen peitteen, puukerroksen asukkaita, on muitakin suhteita. Useimmissa tapauksissa sama organismi voi toimia ravintolähteenä monille organismeille ja siten olla osa erilaisia ​​ravintoketjuja ja saalistaa eri saalistajia. Esimerkiksi daphniaa voivat syödä paitsi pienet kalat, myös saalistusäyriäiset Cyclops, ja särkiä voivat syödä paitsi hauki, myös saukko.

Yhteisön troofinen rakenne heijastaa tuottajien, kuluttajien (erillään ensimmäisen, toisen jne. luokan) ja hajottajien välistä suhdetta, joka ilmaistaan ​​joko elävien organismien yksilöiden lukumäärällä tai niiden biomassalla tai niiden sisältämällä energialla. lasketaan pinta-alayksikköä kohti aikayksikköä kohti.

Kaikki planeettamme elävät olennot ovat yhteydessä toisiinsa yhdellä vahvimmista yhteyksistä - ruuasta. Eli joku on ruokaa jollekin toiselle, tai tieteellisesti sanottuna ravinnonlähde. Kasvinsyöjät syövät kasveja, itse kasvinsyöjät syövät petoeläimet, joita puolestaan ​​voivat syödä myös muut, isommat ja vahvemmat petoeläimet. Biologiassa näitä erikoisia ravintoyhteyksiä kutsutaan yleensä ravintoketjuiksi. Ravintoketjun ekosysteemin toiminnan ymmärtäminen antaa biologeille ymmärrystä elävien organismien eri vivahteista, auttaa selittämään joidenkin eläinten käyttäytymistä ja ymmärtämään, mistä nelijalkaisten ystäviemme tietyt tottumukset ovat peräisin.

Virtapiirien tyypit

Yleisesti ottaen on olemassa kaksi päätyyppiä ravintoketjuja: laiduntamisketju (tunnetaan myös laidunravintoketjuna) ja detritaalinen ravintoketju, jota kutsutaan myös hajoamisketjuksi.

Pastoraalinen ravintoketju

Laitumien ravintoketju on pääsääntöisesti yksinkertainen ja ymmärrettävä, sen olemus on kuvattu lyhyesti artikkelin alussa: kasvit toimivat kasvinsyöjien ravinnoksi ja tieteellisessä terminologiassa niitä kutsutaan tuottajiksi. Kasvinsyöjiä, jotka syövät kasveja, kutsutaan ensiluokkaisiksi kuluttajiksi (latinan kielestä tämä sana käännetään "kuluttajiksi"). Pienet saalistajat ovat toisen luokan kuluttajia ja suuremmat kolmannen luokan kuluttajia. Luonnossa on myös pidempiä ravintoketjuja, joissa on viisi tai useampi lenkki, joita löytyy pääasiassa valtameristä, joissa isommat (ja ahneat) kalat syövät pienempiä, jotka puolestaan ​​syövät vielä pienempiä ja niin edelleen leviä asti. Ravintoketjun lenkit sulkee erityinen onnellinen lenkki, joka ei enää toimi kenenkään ravinnona. Yleensä tämä on henkilö, tietysti edellyttäen, että hän on varovainen eikä yritä uida haiden kanssa tai kävellä leijonien kanssa)). Mutta vakavasti, tällaista ravitsemuksen sulkevaa linkkiä biologiassa kutsutaan hajottajaksi.

Hajuinen ravintoketju

Mutta täällä kaikki tapahtuu vähän toisinpäin, nimittäin ravintoketjun energiavirta kulkee päinvastaiseen suuntaan: suuret eläimet, olivatpa sitten saalistajat tai kasvinsyöjät, kuolevat ja hajoavat, niiden jäännökset syövät pienempiä eläimiä, erilaisia ​​raadonsyöjiä (esim. , hyeenat), jotka puolestaan ​​myös kuolevat ja hajoavat, ja niiden jäännökset toimivat samalla tavalla ravinnoksi joko pienemmillekin raadosta (esimerkiksi eräille muurahaislajeille) tai erilaisille erityisille mikro-organismeille. Mikro-organismit, jotka käsittelevät jäänteitä, vapauttavat erityistä ainetta, nimeltä detritus, mistä johtuu tämän ravintoketjun nimi.

Näyttävämpi kaavio virtapiiristä on esitetty kuvassa.

Mitä virtapiirin pituus tarkoittaa?

Ravintoketjun pituuden tutkiminen antaa tutkijoille vastauksia moniin kysymyksiin, esimerkiksi siihen, kuinka suotuisa ympäristö on eläimille. Mitä suotuisampi elinympäristö, sitä pidempi luonnollinen ravintoketju tulee olemaan toisiaan ravitsevien erilaisten eläinten runsauden vuoksi. Mutta pisin ravintoketju on kaloille ja muille valtamerten syvyyksien asukkaille.

Mikä on ravintoketjun perusta?

Minkä tahansa ravintoketjun perustana ovat ruokayhteydet ja energia, joka siirtyy yhden eläimistön (tai kasviston) edustajan kulutuksen myötä toiselle. Saadun energian ansiosta kuluttajat voivat jatkaa elämäänsä, mutta hän puolestaan ​​​​tulee riippuvaiseksi ravinnostaan ​​(rehunsaanti). Esimerkiksi kun tapahtuu kuuluisa lemmingien vaellus, joka palvelee ravintoa erilaisille arktisille petoeläimille: ketuille, pöllöille, ei vain lemmingien (jotka kuolee massat näiden samojen vaellusten aikana) vaan myös petoeläinten populaatiossa. jotka ruokkivat lemmingejä, ja jotkut heistä jopa muuttavat heidän mukanaan.

Virtapiirit, videofilmit

Ja lisäksi tarjoamme sinulle opetusvideon ravintoketjujen merkityksestä biologiassa.

Jokainen elävä olento planeetallamme tarvitsee ravintoa normaaliin kehitykseen. Ravitsemus on prosessi, jossa elävälle organismille toimitetaan energiaa ja tarvittavia kemiallisia alkuaineita. Joidenkin eläinten ravinnonlähde on muut kasvit ja eläimet. Energian ja ravintoaineiden siirtyminen elävästä organismista toiseen tapahtuu syömällä toisiaan. Jotkut eläimet ja kasvit toimivat ravinnoksi toisille. Siten energiaa voidaan siirtää useiden linkkien kautta.

Tämän prosessin kaikkien linkkien joukkoa kutsutaan virtapiiri. Esimerkki ravintoketjusta on nähtävissä metsässä, kun lintu syö madon ja tulee sitten itsestään ilveksen ravintoa.

Kaikentyyppiset elävät organismit, riippuen paikasta, jossa ne ovat, jaetaan kolmeen tyyppiin:

• tuottajat;
• kuluttajat;
• hajottajat.

Tuottajat ovat eläviä organismeja jotka tuottavat omia ravintoaineitaan. Esimerkiksi kasvit tai levät. Orgaanisten aineiden valmistukseen tuottajat voivat käyttää auringonvaloa tai yksinkertaisia ​​epäorgaanisia yhdisteitä, kuten hiilidioksidia tai rikkivetyä. Tällaisia ​​organismeja kutsutaan myös autotrofisiksi. Autotrofit ovat minkä tahansa ravintoketjun ensimmäinen lenkki ja muodostavat sen perustan, ja näiden organismien vastaanottama energia tukee jokaista seuraavaa lenkkiä.

Kuluttajat

Kuluttajat ovat seuraava linkki. Kuluttajien roolissa ovat heterotrofiset eliöt eli ne, jotka eivät tuota orgaanisia aineita itse, vaan käyttävät muita organismeja ravinnoksi. Kuluttajat voidaan jakaa useille tasoille. Esimerkiksi ensimmäinen taso sisältää kaikki kasvinsyöjät, tietyntyyppiset mikro-organismit sekä planktonin. Jyrsijät, jänikset, hirvi, villisikoja, antilooppeja ja jopa virtahepoja - kaikki kuuluvat ensimmäiseen tasoon.

Toiselle tasolle kuuluvat pienet petoeläimet, kuten villikissat, minkit, fretit, planktonia syövät kalat, pöllöt ja käärmeet. Nämä eläimet toimivat ravinnoksi kolmannen tason kuluttajille - suuremmille petoeläimille. Nämä ovat eläimiä, kuten kettu, ilves, leijona, haukka, hauki jne. Tällaisia ​​petoeläimiä kutsutaan myös huipun petoeläimiksi. Huippupetoeläimet eivät välttämättä syö vain edellisellä tasolla olevia. Esimerkiksi pieni kettu voi tulla haukan saaliiksi, ja ilves voi metsästää sekä jyrsijöitä että pöllöjä.

Hajottajat

Nämä ovat organismeja, jotka jalostavat eläinperäisiä jätteitä ja niiden kuollutta lihaa epäorgaanisiksi yhdisteiksi. Näitä ovat tietyntyyppiset sienet, rappeumabakteerit. Hajottajien tehtävänä on sulkea aineiden kierto luonnossa. Ne palauttavat vettä ja yksinkertaisia ​​epäorgaanisia yhdisteitä maaperään ja ilmaan, joita tuottajat käyttävät elämäänsä. Hajottajat käsittelevät kuolleiden eläinten lisäksi esimerkiksi pudonneita lehtiä, jotka alkavat mätää metsässä tai kuivaa ruohoa aroilla.

Troofiset verkot

Kaikki ravintoketjut ovat jatkuvassa suhteessa toisiinsa. Useiden ravintoketjujen kokoelma muodostaa troofisen verkon. Tämä on eräänlainen pyramidi, joka koostuu useista tasoista. Jokainen taso muodostuu tietyistä ravintoketjun lenkeistä. Esimerkiksi ketjuissa:

• lentää - sammakko - haikaroita;
• heinäsirkka - käärme - haukka;

Kärpäs ja heinäsirkka kuuluvat ensimmäiselle trofiatasolle, käärme ja sammakko toiselle ja haikara ja haukka kolmanteen.

Ravintoketjujen tyypit: esimerkkejä luonnosta

Ne on jaettu laidun- ja detritukseen. Pastoraaliset ravintoketjut levinnyt aroilla ja maailman valtamerillä. Näiden ketjujen alussa ovat tuottajat. Esimerkiksi ruoho tai levä. Seuraavaksi tulevat ensiluokkaiset kuluttajat, esimerkiksi kasvinsyöjät tai kalanpoikaset ja pienet äyriäiset, jotka ruokkivat leviä. Seuraavaksi ketjussa ovat pienet saalistajat, kuten ketut, minkit, fretit, ahvenet ja pöllöt. Superpetoeläimet, kuten leijonat, karhut ja krokotiilit, täydentävät ketjun. Superpetoeläimet eivät ole muiden eläinten saalista, mutta kuolemansa jälkeen ne toimivat ravintoaineena hajottajille. Hajottajat osallistuvat näiden eläinten jäänteiden hajoamisprosessiin.

Haitalliset ravintoketjut ovat peräisin mätänevästä orgaanisesta aineesta. Esimerkiksi lahoavista lehdistä ja jäljellä olevasta ruohosta tai pudonneista marjoista. Tällaiset ketjut ovat yleisiä lehti- ja sekametsissä. Pudonneet mätänevät lehdet - puutäi - korppi. Tässä on esimerkki tällaisesta ravintoketjusta. Useimmat eläimet ja mikro-organismit voivat olla samanaikaisesti lenkkejä molemmissa ravintoketjutyypeissä. Esimerkki tästä on tikka, joka ruokkii kuollutta puuta hajottavia hyönteisiä. Nämä ovat hauraan ravintoketjun edustajia, ja tikka itse voi joutua saaliiksi pienelle saalistajalle, esimerkiksi ilvekselle. Ilves voi myös metsästää jyrsijöitä - laidunravintoketjun edustajia.

Mikään ravintoketju ei voi olla kovin pitkä. Tämä johtuu siitä, että vain 10% edellisen tason energiasta siirtyy jokaiselle seuraavalle tasolle. Suurin osa niistä koostuu 3–6 linkistä.

Luonnossa mikään laji, populaatio ja jopa yksilö eivät elä erillään toisistaan ​​ja elinympäristöstään, vaan päinvastoin, ne kokevat lukuisia keskinäisiä vaikutuksia. Bioottiset yhteisöt tai biokenoosit - vuorovaikutuksessa olevien elävien organismien yhteisöt, jotka ovat vakaa järjestelmä, jota yhdistävät lukuisat sisäiset yhteydet ja joilla on suhteellisen vakiorakenne ja toisistaan ​​riippuvainen lajisto.

Biokenoosille on ominaista tietyt rakenteet: lajit, spatiaalinen ja trofinen.

Biokenoosin orgaaniset komponentit liittyvät erottamattomasti epäorgaanisiin - maaperään, kosteuteen, ilmakehään, muodostaen yhdessä niiden kanssa vakaan ekosysteemin - biogeocenoosi .

Biogenosenoosi– itsesäätelevä ekologinen järjestelmä, jonka muodostavat eri lajien populaatiot, jotka elävät yhdessä ja ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja elottoman luonnon kanssa suhteellisen homogeenisissa ympäristöolosuhteissa.

Ekologiset järjestelmät

Toiminnalliset järjestelmät, mukaan lukien eri lajien elävien organismien yhteisöt ja niiden elinympäristö. Ekosysteemikomponenttien väliset yhteydet syntyvät ensisijaisesti ravintosuhteiden ja energian saantimenetelmien perusteella.

Ekosysteemi

Joukko kasveja, eläimiä, sieniä, mikro-organismeja, jotka ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja ympäristön kanssa siten, että tällainen yhteisö voi selviytyä ja toimia loputtoman pitkään. Bioottinen yhteisö (biokenoosi) koostuu kasviyhteisöstä ( fytokenoosi), eläimet ( zookenoosi), mikro-organismit ( mikrobiosenoosi).

Kaikki maapallon organismit ja niiden elinympäristö edustavat myös korkeimman tason ekosysteemiä - biosfääri , joilla on vakautta ja muita ekosysteemin ominaisuuksia.

Ekosysteemin olemassaolo on mahdollista ulkopuolelta tulevan jatkuvan energiavirran ansiosta - tällainen energialähde on yleensä aurinko, vaikka tämä ei pidä paikkaansa kaikissa ekosysteemeissä. Ekosysteemin stabiilius varmistetaan sen komponenttien välisillä suorilla ja takaisinkytkentäisillä yhteyksillä, aineiden sisäisellä kierrolla ja osallistumisella globaaleihin kiertokulkuihin.

Biogeosenoosien oppi kehittäjä V.N. Sukachev. Termi " ekosysteemi"englannin geobotanisti A. Tansley otti käyttöön vuonna 1935 termin " biogeocenoosi" - Akateemikko V.N. Sukachev vuonna 1942 biogeocenoosi Päälinkkinä on oltava kasviyhteisö (fytokenoosi), joka varmistaa biogeosenoosin mahdollisen kuolemattomuuden kasvien tuottaman energian vuoksi. Ekosysteemit ei saa sisältää fytokenoosia.

Phytocenosis

Kasviyhteisö muodostui historiallisesti vuorovaikutuksessa olevien kasvien yhdistelmän seurauksena homogeenisella alueella.

Hän on karakterisoitu:

- tietty lajikoostumus,

- elämänmuodot,

- porrastus (maanpäällinen ja maanalainen),

- runsaus (lajien esiintymistiheys),

- majoitus,

- näkökulma (ulkonäkö),

- elinvoimaa,

- kausivaihtelut,

- kehitys (yhteisöjen muutos).

Tasoitus (kerrosten lukumäärä)

Yksi kasviyhteisön tunnusomaisista piirteistä on ikään kuin sen kerros kerrokselta jakautuminen sekä maanpäälliseen että maanalaiseen tilaan.

Maanpäälliset tasot mahdollistaa valon ja maanalaisen veden ja mineraalien paremman käytön. Tyypillisesti metsässä voidaan erottaa jopa viisi tasoa: ylempi (ensimmäinen) - korkeat puut, toinen - lyhyet puut, kolmas - pensaat, neljäs - ruoho, viides - sammalta.

Maanalainen tasoitus - peilikuva maanpäällisestä: puiden juuret menevät syvimmälle, sammaleiden maanalaiset osat sijaitsevat lähellä maan pintaa.

Ravinteiden hankinta- ja käyttötavan mukaan kaikki organismit on jaettu autotrofit ja heterotrofit. Luonnossa on jatkuva elämälle välttämättömien ravintoaineiden kierto. Autotrofit erottavat kemialliset aineet ympäristöstä ja palautetaan sinne heterotrofien kautta. Tämä prosessi saa hyvin monimutkaisia ​​muotoja. Jokainen laji käyttää vain osan orgaanisen aineksen sisältämästä energiasta, jolloin sen hajoaminen tiettyyn vaiheeseen. Evoluutioprosessissa on siis kehittynyt ekologisia järjestelmiä ketjut Ja virtalähdeverkko .

Useimmilla biogeosenoosilla on samanlaisia troofinen rakenne. Ne perustuvat vihreisiin kasveihin - tuottajat. Kasvinsyöjiä ja lihansyöjiä on välttämättä läsnä: orgaanisen aineen kuluttajat - kuluttajat ja orgaanisten jäämien tuhoajat - hajottajat.

Ravintoketjun yksilöiden määrä vähenee jatkuvasti, uhrien määrä on suurempi kuin heidän kuluttajiensa määrä, koska jokaisessa ravintoketjun lenkkeessä jokaisella energiansiirrolla siitä menetetään 80-90 %, joka haihtuu lämmön muoto. Siksi ketjun lenkkien lukumäärä on rajoitettu (3-5).

Biokenoosin lajien monimuotoisuus joita edustavat kaikki organismiryhmät - tuottajat, kuluttajat ja hajottajat.

Minkä tahansa linkin rikkominen ravintoketjussa aiheuttaa häiriön koko biokenoosissa. Esimerkiksi metsien hävittäminen muuttaa hyönteisten, lintujen ja sitä kautta eläinten lajikoostumusta. Puuttomalla alueella kehittyy muita ravintoketjuja ja muodostuu erilainen biokenoosi, joka kestää useita vuosikymmeniä.

Ravintoketju (trofinen tai ruokaa )

Toisiinsa liittyvät lajit, jotka erottavat peräkkäin orgaanista ainetta ja energiaa alkuperäisestä ravintoaineesta; Lisäksi jokainen ketjun edellinen lenkki on ruokaa seuraavalle.

Jokaisen luonnonalueen ravintoketjut, joilla on enemmän tai vähemmän homogeeniset olemassaoloolosuhteet, koostuvat toisiinsa liittyvien lajien komplekseista, jotka ruokkivat toisiaan ja muodostavat itseään ylläpitävän järjestelmän, jossa aineiden ja energian kierto tapahtuu.

Ekosysteemin osat:

- Tuottajat - Autotrofiset organismit (enimmäkseen vihreitä kasveja) ovat ainoita orgaanisen aineen tuottajia maapallolla. Energiarikkaista orgaanisista aineista syntetisoituu fotosynteesin aikana energianiukoista epäorgaanisista aineista (H 2 0 ja C0 2).

- Kuluttajat - kasvinsyöjät ja lihansyöjät, orgaanisen aineksen kuluttajat. Kuluttajat voivat olla kasvinsyöjiä, kun he käyttävät suoraan tuottajia, tai lihansyöjiä ruokkiessaan muita eläimiä. Ruokaketjussa heillä useimmiten voi olla sarjanumero I - IV.

- Hajottajat - heterotrofiset mikro-organismit (bakteerit) ja sienet - orgaanisten jäämien tuhoajat, tuhoajat. Niitä kutsutaan myös Maan järjestyksiksi.

Troofinen (ravitsemus) taso - joukko organismeja, joita yhdistää tietyntyyppinen ravinto. Troofisen tason käsite antaa meille mahdollisuuden ymmärtää energian virtauksen dynamiikkaa ekosysteemissä.

1. ensimmäinen trofiataso on aina tuottajien (kasvien) käytössä,
2. toinen - ensimmäisen luokan kuluttajat (kasvinsyöjäeläimet),
3. kolmas - toisen luokan kuluttajat - saalistajat, jotka ruokkivat kasvinsyöjäeläimiä),
4. neljäs - kolmannen luokan kuluttajat (toissijaiset saalistajat).

Seuraavat tyypit erotellaan: ruokaketjut:

SISÄÄN laidun ketju (syömisketjut) pääasiallinen ravinnonlähde ovat vihreät kasvit. Esimerkiksi: ruoho -> hyönteiset -> sammakkoeläimet -> käärmeet -> petolinnut.

- likainen ketjut (hajoamisketjut) alkavat detrituksella - kuolleella biomassalla. Esimerkiksi: lehtipeite -> lierot -> bakteerit. Toinen hajoavien ketjujen piirre on se, että kasvinsyöjäeläimet eivät usein syö niissä olevia kasvituotteita, vaan ne kuolevat ja mineralisoituvat saprofyyteillä. Rikasketjut ovat tyypillisiä myös syvänmeren ekosysteemeille, joiden asukkaat ruokkivat kuolleita organismeja, jotka ovat painuneet alas veden ylemmistä kerroksista.

Lajien väliset suhteet ekologisissa järjestelmissä, jotka ovat kehittyneet evoluutioprosessin aikana, jossa monet komponentit ruokkivat erilaisia ​​esineitä ja toimivat itse ravintona ekosysteemin eri jäsenille. Yksinkertaisesti sanottuna ruokaverkko voidaan esittää muodossa kietoutunut elintarvikeketjujärjestelmä.

Eri ravintoketjujen organismit, jotka saavat ruokaa saman määrän lenkkejä näissä ketjuissa, ovat päällä sama trofinen taso. Samanaikaisesti alueella voi sijaita saman lajin erilaisia ​​populaatioita, jotka kuuluvat eri ravintoketjuihin erilaisia ​​troofisia tasoja. Ekosysteemin eri troofisten tasojen välinen suhde voidaan kuvata graafisesti seuraavasti ekologinen pyramidi.

Ekologinen pyramidi

Menetelmä ekosysteemin eri troofisten tasojen välisen suhteen esittämiseksi graafisesti - sitä on kolme tyyppiä:

Populaatiopyramidi heijastaa organismien määrää kullakin troofisella tasolla;

Biomassapyramidi heijastaa kunkin troofisen tason biomassaa;

Energiapyramidi näyttää kunkin troofisen tason läpi kulkevan energian määrän tietyn ajanjakson aikana.

Ekologinen pyramidisääntö

Malli, joka heijastaa ravintoketjun jokaisen seuraavan lenkin massan (energian, yksilöiden lukumäärän) asteittaista vähenemistä.

Numeropyramidi

Ekologinen pyramidi, joka näyttää yksilöiden lukumäärän kullakin ravintotasolla. Numeroiden pyramidi ei ota huomioon yksilöiden kokoa ja massaa, elinajanodotetta, aineenvaihduntaa, mutta päätrendi on aina näkyvissä - yksilöiden lukumäärän väheneminen linkistä linkkiin. Esimerkiksi arojen ekosysteemissä yksilöiden lukumäärä jakautuu seuraavasti: tuottajat - 150 000, kasvissyöjäkuluttajat - 20 000, lihansyöjäkuluttajat - 9 000 yksilöä/alue. Niittyjen biokenoosille on ominaista seuraava yksilöiden määrä 4000 m2:n alueella: tuottajat - 5 842 424, ensimmäisen luokan kasvinsyöjäkuluttajat - 708 624, toisen luokan lihansyöjäkuluttajat - 35 490, kolmannen luokan lihansyöjäkuluttajat - 3 .

Biomassapyramidi

Malli, jonka mukaan ravintoketjun perustana toimivan kasviaineen määrä (tuottajat) on noin 10 kertaa suurempi kuin kasvinsyöjien (ensimmäisen asteen kuluttajat) massa ja kasvinsyöjäeläinten massa on 10 kertaa suurempi suurempi kuin lihansyöjien (toisen asteen kuluttajat), ts. jokaisen seuraavan ruokatason massa on 10 kertaa pienempi kuin edellisellä. Keskimäärin 1000 kg kasveja tuottaa 100 kg kasvinsyöjäkehoa. Kasvinsyöjiä syövät saalistajat voivat rakentaa 10 kg biomassastaan, toissijaiset saalistajat - 1 kg.

Energian pyramidi

ilmaisee mallin, jonka mukaan energian virtaus vähenee vähitellen ja heikkenee siirtyessään ravintoketjun linkistä lenkkiin. Siten järven biokenoosissa vihreät kasvit - tuottajat - luovat biomassaa, joka sisältää 295,3 kJ/cm 2, ensiluokkaiset kuluttajat, jotka kuluttavat kasvibiomassaa, luovat oman biomassansa, joka sisältää 29,4 kJ/cm 2; Toisen asteen kuluttajat, jotka käyttävät ensiluokkaisia ​​kuluttajia ruokaan, luovat oman biomassansa, joka sisältää 5,46 kJ/cm2. Energian menetys siirtyessä ensimmäisen luokan kuluttajista toisen luokan kuluttajiin, jos nämä ovat lämminverisiä eläimiä, kasvaa. Tämä selittyy sillä, että nämä eläimet kuluttavat paljon energiaa biomassan rakentamisen lisäksi myös kehon vakiolämpötilan ylläpitämiseen. Jos verrataan vasikan ja ahvenen kasvattamista, niin sama määrä käytettyä ruokaenergiaa tuottaa 7 kg naudanlihaa ja vain 1 kg kalaa, koska vasikka syö ruohoa ja saalistusahven syö kalaa.

Näin ollen kahdella ensimmäisellä pyramidityypillä on useita merkittäviä haittoja:

Biomassapyramidi heijastaa ekosysteemin tilaa näytteenottohetkellä ja näyttää siten biomassan suhteen tietyllä hetkellä, eikä heijasta kunkin troofisen tason tuottavuutta (eli sen kykyä tuottaa biomassaa tietyn ajanjakson aikana). Siksi siinä tapauksessa, että tuottajien lukumäärä sisältää nopeasti kasvavia lajeja, biomassapyramidi voi osoittautua käänteiseksi.

Energiapyramidin avulla voit vertailla eri trofiatasojen tuottavuutta, koska se ottaa huomioon aikatekijän. Lisäksi se ottaa huomioon eri aineiden energiaarvon eron (esimerkiksi 1 g rasvaa antaa lähes kaksi kertaa enemmän energiaa kuin 1 g glukoosia). Siksi energiapyramidi kapenee aina ylöspäin eikä sitä koskaan käänny.

Ekologinen plastisuus

Eliöiden tai niiden yhteisöjen (biokenoosit) kestävyyden aste ympäristötekijöiden vaikutuksille. Ekologisesti muovilajeja on laaja valikoima reaktionormi ts. ne ovat laajalti sopeutuneet erilaisiin elinympäristöihin (kalapuikko ja ankerias, jotkut alkueläimet elävät sekä makeissa että suolaisissa vesissä). Erittäin erikoistuneita lajeja voi esiintyä vain tietyssä ympäristössä: merieläimet ja levät - suolaisessa vedessä, jokikalat ja lootuskasvit, lumpeet, duckweed elävät vain makeassa vedessä.

Yleisesti ekosysteemi (biogeocenoosi) tunnusomaista seuraavat indikaattorit:

Lajien monimuotoisuus

lajipopulaatioiden tiheys,

Biomassa.

Biomassa

Kaikkien biokenoosiin kuuluvien yksilöiden tai lajien orgaanisen aineen kokonaismäärä sen sisältämällä energialla. Biomassa ilmaistaan ​​yleensä massayksiköinä kuiva-aineena pinta-ala- tai tilavuusyksikköä kohti. Biomassa voidaan määrittää erikseen eläimille, kasveille tai yksittäisille lajeille. Sienten biomassa maaperässä on siis 0,05-0,35 t/ha, levien - 0,06-0,5, korkeampien kasvien juurien - 3,0-5,0, lierojen - 0,2-0,5, selkärankaisten - 0,001-0,015 t/ha.

Biogeosenoosissa on primaarinen ja sekundaarinen biologinen tuottavuus :

ü Biokenoosien ensisijainen biologinen tuottavuus- fotosynteesin kokonaistuottavuus, joka on seurausta autotrofien toiminnasta - viherkasveista esim. 20-30-vuotias mäntymetsä tuottaa 37,8 t/ha biomassaa vuodessa.

ü Biokenoosien sekundaarinen biologinen tuottavuus- heterotrofisten organismien (kuluttajien) kokonaistuottavuus, joka muodostuu tuottajien keräämien aineiden ja energian käytöstä.

Populaatiot. Lukujen rakenne ja dynamiikka.

Jokaisella lajilla maapallolla on tietty alue, koska se voi olla olemassa vain tietyissä ympäristöolosuhteissa. Elinolosuhteet yhden lajin alueella voivat kuitenkin vaihdella merkittävästi, mikä johtaa lajien hajoamiseen yksilöiden alkeisryhmiksi - populaatioiksi.

Väestö

Joukko saman lajin yksilöitä, jotka asuvat erillisellä alueella lajin levinneisyysalueella (joilla on suhteellisen homogeeniset elinolosuhteet), jotka risteytyvät vapaasti keskenään (joilla on yhteinen geenipooli) ja eristetty tämän lajin muista populaatioista, joilla on kaikki tarvittavat olosuhteet säilyttääkseen vakauden pitkään muuttuvissa ympäristöolosuhteissa. Tärkein ominaisuudet väestön rakenne (ikä, sukupuolikoostumus) ja väestödynamiikka.

Väestörakenteen alla väestöt ymmärtävät sen sukupuoli- ja ikäkoostumuksen.

Tilarakenne Populaatiot ovat yksilöiden jakautumisen ominaisuuksia populaatiossa avaruudessa.

Ikärakenne populaatio liittyy eri-ikäisten yksilöiden suhteeseen väestössä. Samanikäiset yksilöt ryhmitellään kohortteihin - ikäryhmiin.

SISÄÄN kasvipopulaatioiden ikärakenne jakaa seuraavat kaudet:

Latentti - siemenen tila;

Pregeneratiivinen (sisältää taimien, nuorten kasvien, kypsymättömien ja neitseellisten kasvien tilat);

Generatiivinen (yleensä jaettu kolmeen alajaksoon - nuoret, kypsät ja vanhat generatiiviset yksilöt);

Postgeneratiivinen (sisältää subsenilien, vanhusten kasvien tilat ja kuolevan vaiheen).

Tiettyyn ikäluokkaan kuulumisen määrää biologinen ikä- tiettyjen morfologisten (esimerkiksi monimutkaisen lehden dissektion aste) ja fysiologisten (esimerkiksi kyky tuottaa jälkeläisiä) ominaisuuksien ilmentymisaste.

Eläinpopulaatioissa on myös mahdollista erottaa erilaisia ikävaiheita. Esimerkiksi täydellisellä metamorfoosilla kehittyvät hyönteiset käyvät läpi vaiheet:

Toukat,

nuket,

Imago (aikuinen hyönteinen).

Väestön ikärakenteen luonneriippuu tietyn populaation eloonjäämiskäyrän tyypistä.

Selviytymiskäyräkuvastaa kuolleisuutta eri ikäryhmissä ja on laskeva viiva:

1. Jos kuolleisuus ei riipu yksilön iästä, yksilöiden kuolema tapahtuu tasaisesti tietyssä tyypissä, kuolleisuus pysyy vakiona koko elämän ajan ( tyyppi I ). Tällainen eloonjäämiskäyrä on tyypillinen lajeille, joiden kehitys tapahtuu ilman metamorfoosia ja syntyneiden jälkeläisten riittävä vakaus. Tätä tyyppiä kutsutaan yleensä hydran tyyppi- sille on ominaista selviytymiskäyrä, joka lähestyy suoraa linjaa.
2. Lajeilla, joiden kuolleisuuteen ulkoisten tekijöiden merkitys on pieni, eloonjäämiskäyrään on ominaista lievä lasku tiettyyn ikään asti, jonka jälkeen tapahtuu jyrkkä lasku luonnollisesta (fysiologisesta) kuolleisuudesta ( tyyppi II ). Tätä tyyppiä lähellä olevan eloonjäämiskäyrän luonne on tyypillinen ihmisille (vaikka ihmisen eloonjäämiskäyrä on hieman tasaisempi ja on jotain tyyppien I ja II väliltä). Tätä tyyppiä kutsutaan Drosophila tyyppi: Tätä hedelmäkärpäset osoittavat laboratorio-olosuhteissa (petoeläimet eivät syö niitä).
3. Monille lajeille on ominaista korkea kuolleisuus ontogeneesin alkuvaiheissa. Tällaisissa lajeissa selviytymiskäyrälle on ominaista nuorempien iän jyrkkä pudotus. Yksilöt, jotka selviävät "kriittisestä" iästä, osoittavat alhaista kuolleisuutta ja elävät vanhemmiksi. Tyyppiä kutsutaan osterin tyyppi (tyyppi III ).

Seksuaalinen rakenne populaatiot

Sukupuolisuhteella on suora vaikutus väestön lisääntymiseen ja kestävyyteen.

Väestössä on ensisijaisia, toissijaisia ​​ja tertiäärisiä sukupuolisuhteita:

- Ensisijainen sukupuolisuhde geneettisten mekanismien määräämä - sukupuolikromosomien erojen yhtenäisyys. Esimerkiksi ihmisillä XY-kromosomit määräävät miessukupuolen ja XX-kromosomit naissukupuolen kehityksen. Tässä tapauksessa ensisijainen sukupuolisuhde on 1:1, eli yhtä todennäköinen.

- Toissijainen sukupuolisuhde on sukupuolisuhde syntymähetkellä (vastasyntyneiden keskuudessa). Se voi poiketa merkittävästi primaarisesta useista syistä: munasolujen selektiivisyys X- tai Y-kromosomia kantaviin siittiöihin, tällaisten siittiöiden epätasa-arvoinen hedelmöityskyky ja erilaiset ulkoiset tekijät. Esimerkiksi eläintieteilijät ovat kuvanneet lämpötilan vaikutuksen matelijoiden toissijaiseen sukupuolisuhteeseen. Samanlainen kuvio on tyypillinen joillekin hyönteisille. Siten muurahaisissa hedelmöitys varmistetaan yli 20 ° C:n lämpötiloissa, ja alemmissa lämpötiloissa munitaan hedelmöittämättömiä munia. Jälkimmäiset kuoriutuvat uroksiksi ja ne, jotka hedelmöittyvät, pääasiassa naaraiksi.

- Kolmannen asteen sukupuolisuhde - sukupuolisuhde aikuisten eläinten kesken.

Tilarakenne populaatiot kuvastaa yksilöiden avaruudessa jakautumisen luonnetta.

Kohokohta kolmea päätyyppiä yksilöiden jakautumisessa avaruudessa:

- yhtenäinen tai yhtenäinen(yksilöt jakautuvat tasaisesti avaruuteen, yhtäläisille etäisyyksille toisistaan); on luonteeltaan harvinainen ja sen aiheuttaa useimmiten akuutti lajinsisäinen kilpailu (esimerkiksi petokaloissa);

- seurakunnallinen tai mosaiikki("täplälliset", yksilöt sijaitsevat eristyneissä klustereissa); esiintyy paljon useammin. Se liittyy eläinten mikroympäristön ominaisuuksiin tai käyttäytymiseen;

- satunnainen tai hajanainen(yksilöt jakautuvat satunnaisesti avaruuteen) - voidaan havaita vain homogeenisessa ympäristössä ja vain lajeissa, joilla ei ole taipumusta muodostaa ryhmiä (esimerkiksi kovakuoriainen jauhoissa).

Populaation koko merkitty kirjaimella N. N:n kasvun suhde aikayksikköön dN / dt ilmaiseehetkellinen nopeusväestön koon muutokset, eli lukumäärän muutos hetkellä t.Väestönkasvuriippuu kahdesta tekijästä - hedelmällisyydestä ja kuolleisuudesta ilman maastamuuttoa ja maahanmuuttoa (tällaista väestöä kutsutaan eristetyksi). Syntyvyysluvun b ja kuolleisuuden d välinen ero oneristetty väestönkasvu:

Väestön vakaus

Tämä on sen kyky olla dynaamisen (eli liikkuvan, muuttuvan) tasapainon tilassa ympäristön kanssa: ympäristöolosuhteet muuttuvat ja myös väestö muuttuu. Yksi kestävän kehityksen tärkeimmistä edellytyksistä on sisäinen monimuotoisuus. Suhteessa väestöön nämä ovat mekanismeja tietyn väestötiheyden ylläpitämiseksi.

Kohokohta kolmen tyyppinen väestön koon riippuvuus sen tiheydestä .

Ensimmäinen tyyppi (I) - yleisin, jolle on ominaista väestönkasvun väheneminen ja sen tiheyden lisääntyminen, mikä varmistetaan erilaisilla mekanismeilla. Esimerkiksi monille lintulajeille on ominaista hedelmällisyyden (hedelmällisyyden) lasku väestötiheyden kasvaessa; lisääntynyt kuolleisuus, lisääntynyt väestötiheys kasvaneiden organismien vastustuskyky; iän muutos murrosiässä väestötiheyden mukaan.

Kolmas tyyppi ( III ) on ominaista populaatioille, joissa havaitaan "ryhmävaikutus", eli tietty optimaalinen populaatiotiheys edistää kaikkien yksilöiden parempaa selviytymistä, kehitystä ja elintärkeää toimintaa, mikä on ominaista useimmille ryhmä- ja sosiaalisille eläimille. Esimerkiksi heteroseksuaalisten eläinten populaatioiden uusimiseksi tarvitaan vähintään tiheys, joka tarjoaa riittävän todennäköisyyden uroksen ja naaraan kohtaamiseen.

Temaattisia tehtäviä

A1. Biogeocenoosi muodostui

1) kasvit ja eläimet

2) eläimet ja bakteerit

3) kasvit, eläimet, bakteerit

4) alue ja organismit

A2. Metsän biogeocenoosissa orgaanisen aineen kuluttajat ovat

1) kuusi ja koivu

2) sienet ja madot

3) jänikset ja oravat

4) bakteerit ja virukset

A3. Tuottajia järvessä ovat

2) nuijapäitä

A4. Biogeocenoosin itsesääntelyprosessi vaikuttaa

1) sukupuolisuhde eri lajien populaatioissa

2) populaatioissa esiintyvien mutaatioiden lukumäärä

3) petoeläin-saaliin suhde

4) lajinsisäinen kilpailu

A5. Yksi ekosysteemin kestävyyden edellytyksistä voi olla

1) hänen kykynsä muuttua

2) lajivalikoima

3) lajien lukumäärän vaihtelut

4) geenipoolin stabiilisuus populaatioissa

A6. Hajottajia ovat mm

2) jäkälät

4) saniaiset

A7. Jos toisen asteen kuluttajan saama kokonaismassa on 10 kg, niin mikä oli tuottajien kokonaismassa, joista tuli tälle kuluttajalle ruokalähde?

A8. Ilmoita haitallinen ravintoketju

1) kärpäs – hämähäkki – varpunen – bakteeri

2) apila – haukka – kimalainen – hiiri

3) ruis – tiainen – kissa – bakteeri

4) hyttynen – varpunen – haukka – madot

A9. Biosenoosin alkuperäinen energialähde on energia

1) orgaaniset yhdisteet

2) epäorgaaniset yhdisteet

4) kemosynteesi

1) jänikset

2) mehiläiset

3) metsärastasta

4) sudet

A11. Yhdestä ekosysteemistä löytyy tammea ja

1) gopher

3) kiuru

4) sininen ruiskukka

A12. Sähköverkot ovat:

1) vanhempien ja jälkeläisten väliset suhteet

2) perheen (geneettiset) yhteydet

3) aineenvaihdunta kehon soluissa

4) aineiden ja energian siirtotavat ekosysteemissä

A13. Ekologinen numeropyramidi heijastaa:

1) biomassan suhde kullakin trofiatasolla

2) yksittäisen organismin massojen suhde eri trofiatasoilla

3) ravintoketjun rakenne

4) lajien monimuotoisuus eri trofiatasoilla

Johdanto

Näyttävä esimerkki voimaketjusta:

Elävien organismien luokitus niiden roolin mukaan ainekierrossa

Mikä tahansa ravintoketju sisältää 3 elävien organismien ryhmää:

Ravintoketjun organismien väliset yhteydet

Ravintoketju, oli se sitten mikä tahansa, luo läheisiä yhteyksiä erilaisten sekä elävien että elollisten luonnon esineiden välille. Ja ehdottomasti minkä tahansa linkin katkeaminen voi johtaa tuhoisiin tuloksiin ja epätasapainoon luonnossa. Minkä tahansa voimaketjun tärkein ja olennaisin osa on aurinkoenergia. Ilman sitä ei ole elämää. Kulkiessaan ravintoketjua pitkin tämä energia prosessoidaan, ja jokainen organismi tekee siitä oman, siirtäen vain 10% seuraavaan lenkkiin.

Kuollessaan keho joutuu muihin vastaaviin ravintoketjuihin ja siten ainekierto jatkuu. Kaikki organismit voivat helposti poistua yhdestä ravintoketjusta ja siirtyä toiseen.

Luonnonalueiden rooli aineiden kierrossa

Luonnollisesti samalla luonnonvyöhykkeellä elävät organismit luovat keskenään omia erityisiä ravintoketjujaan, joita ei voi toistaa millään muulla vyöhykkeellä. Siten esimerkiksi aroalueen ravintoketju koostuu monenlaisista ruohoista ja eläimistä. Arojen ravintoketju ei käytännössä sisällä puita, koska niitä on joko hyvin vähän tai ne ovat kitukasvuisia. Mitä tulee eläinmaailmaan, täällä vallitsevat artiodaktyylit, jyrsijät, haukat (haukat ja muut vastaavat linnut) ja erilaiset hyönteiset.

Virtapiirien luokitus

Ekologisten pyramidien periaate

Jos tarkastelemme nimenomaan kasveista alkavia ketjuja, niin niiden koko ainekierto tulee fotosynteesistä, jonka aikana aurinkoenergia imeytyy. Kasvit kuluttavat suurimman osan tästä energiasta elintärkeisiin toimintoihinsa, ja vain 10 % menee seuraavaan linkkiin. Tämän seurauksena jokainen myöhempi elävä organismi vaatii yhä enemmän edellisen linkin olentoja (esineitä). Tämän osoittavat hyvin ekologiset pyramidit, joita käytetään useimmiten näihin tarkoituksiin. Ne ovat massan, määrän ja energian pyramideja.