Pārtikas vai trofiskā ķēde sauc attiecības starp dažādām organismu grupām (augiem, sēnītēm, dzīvniekiem un mikrobiem), kurās enerģija tiek transportēta dažu indivīdu patēriņa rezultātā citiem. Enerģijas pārnese ir ekosistēmas normālas darbības pamats. Noteikti šie jēdzieni jums ir pazīstami no 9. klases no vispārējā bioloģijas kursa.

Nākamā posma indivīdi ēd iepriekšējā posma organismus, un tādā veidā pa ķēdi tiek transportēta matērija un enerģija. Šī procesu secība ir vielu dzīves cikla pamatā dabā. Ir vērts teikt, ka milzīga daļa potenciālās enerģijas (apmēram 85%) tiek zaudēta, pārejot no vienas saites uz otru, tā tiek izkliedēta, tas ir, izkliedēta siltuma veidā. Šis faktors ir ierobežojošs attiecībā pret barības ķēžu garumu, kurām dabā parasti ir 4-5 saites.

Pārtikas attiecību veidi

Ekosistēmu ietvaros organiskās vielas ražo autotrofi (ražotāji). Savukārt augus ēd zālēdāji (pirmās kārtas patērētāji), kurus pēc tam ēd gaļēdāji (otrās kārtas patērētāji). Šī 3 posmu barības ķēde ir pareizas pārtikas ķēdes piemērs.

Ganību ķēdes

Trofiskās ķēdes sākas ar auto- vai ķīmijtrofiem (ražotājiem) un ietver heterotrofus dažādu pasūtījumu patērētāju veidā. Šādas barības ķēdes ir plaši izplatītas sauszemes un jūras ekosistēmās. Tos var uzzīmēt un apkopot diagrammas veidā:

Ražotāji -> 1. kārtas patērētāji -> 1. kārtas patērētāji -> 3. kārtas patērētāji.

Tipisks piemērs ir pļavas barības ķēde (tā var būt meža zona vai tuksnesis, šajā gadījumā atšķirsies tikai dažādu barības ķēdes dalībnieku bioloģiskās sugas un barības mijiedarbības tīkla sazarojums).

Tātad ar Saules enerģijas palīdzību zieds ražo sev barības vielas, tas ir, tas ir ražotājs un pirmais ķēdes posms. Tauriņš, kas barojas ar šī zieda nektāru, ir pirmās kārtas un otrās saites patērētājs. Varde, kas arī dzīvo pļavā un ir kukaiņēdājs dzīvnieks, ēd tauriņu – ķēdes trešo posmu, otrās kārtas patērētāju. Vardi norij čūska - ceturtais posms un trešās kārtas patērētājs, čūsku apēd vanags - ceturtās kārtas patērētājs un piektais, kā likums, pēdējais posms barības ķēdē. Cilvēks šajā ķēdē var būt arī kā patērētājs.

Pasaules okeāna ūdeņos autotrofi, ko pārstāv vienšūnas aļģes, var pastāvēt tikai tik ilgi, kamēr saules gaisma var iekļūt caur ūdens stabu. Tas ir 150-200 metru dziļums. Heterotrofi var dzīvot arī dziļākos slāņos, naktī paceļoties virspusē, lai barotos ar aļģēm, un no rīta atkal dodoties ierastajā dziļumā, veicot vertikālas migrācijas līdz 1 kilometram dienā. Savukārt heterotrofi, kas ir turpmāko pasūtījumu patērētāji un dzīvo vēl dziļāk, no rītiem paceļas līdz pirmās kārtas patērētāju dzīvotnes līmenim, lai ar tiem barotos.

Tādējādi mēs redzam, ka dziļās ūdenstilpēs, parasti jūrās un okeānos, ir tāda lieta kā "pārtikas kāpnes". Tā nozīme ir tāda, ka organiskās vielas, kuras zemes virsmas slāņos rada aļģes, tiek transportētas pa barības ķēdi līdz pašai apakšai. Ņemot vērā šo faktu, par pamatotu var uzskatīt atsevišķu ekologu viedokli, ka visu ūdenskrātuvi var uzskatīt par vienu biogeocenozi.

Detritālas trofiskās attiecības

Lai saprastu, kas ir detritālā barības ķēde, jums jāsāk ar pašu jēdzienu “detrīts”. Detritus ir mirušu augu atlieku, līķu un dzīvnieku metabolisma galaproduktu kolekcija.

Atkritumu ķēdes ir raksturīgas iekšzemes ūdeņu, dziļu ezeru dibenu un okeānu kopienām, kuru pārstāvji barojas ar detrītu, ko veido mirušo organismu atliekas no augšējiem slāņiem vai nejauši nonāk ūdenskrātuvē no ekoloģiskajām sistēmām, kas atrodas uz sauszemes. piemēram, lapu pakaiši.

Okeānu un jūru dibena ekoloģiskās sistēmas, kurās saules gaismas trūkuma dēļ nav ražotāju, var pastāvēt tikai detrīta dēļ, kuru kopējā masa Pasaules okeānā kalendārajā gadā var sasniegt simtiem miljonu tonnu.

Detrītu ķēdes ir izplatītas arī mežos, kur ievērojamu daļu no ražotāju ikgadējā biomasas pieauguma nevar tieši patērēt pirmais patērētāju posms. Tāpēc tas iet bojā, veidojot pakaišus, kurus, savukārt, sadala saprotrofi un pēc tam mineralizē sadalītāji. Sēnēm ir liela nozīme detrīta veidošanā meža sabiedrībās.

Heterotrofi, kas barojas tieši ar detrītu, ir detritivori. Sauszemes ekoloģiskajās sistēmās detritivori ietver dažas posmkāju sugas, jo īpaši kukaiņus, kā arī annelīdus. Lielus detrītēdājus putnu (grifi, vārnas) un zīdītāju (hiēnas) vidū parasti sauc par slazdiem.

Ūdeņu ekoloģiskajās sistēmās lielāko daļu detrītēdāju veido ūdens kukaiņi un to kāpuri, kā arī daži vēžveidīgo pārstāvji. Detritivori var kalpot par barību lielākiem heterotrofiem, kas savukārt vēlāk var kļūt par barību augstākas kārtas patērētājiem.

Pārtikas ķēdes saites citādi sauc par trofiskajiem līmeņiem. Pēc definīcijas šī ir organismu grupa, kas ieņem noteiktu vietu barības ķēdē un nodrošina enerģijas avotu katram no nākamajiem līmeņiem – pārtikai.

Organismi I trofiskais līmenis ganību barības ķēdēs ir primārie ražotāji, autotrofi, tas ir, augi, un ķīmijtrofi - baktērijas, kas izmanto ķīmisko reakciju enerģiju organisko vielu sintezēšanai. Detrītu sistēmās autotrofu nav, un detrītu trofiskās ķēdes pirmais trofiskais līmenis veido pašu detrītu.

Pēdējais, V trofiskais līmenis ko pārstāv organismi, kas patērē mirušās organiskās vielas un galīgos sabrukšanas produktus. Šos organismus sauc par iznīcinātājiem vai sadalītājiem. Sadalītājus galvenokārt pārstāv bezmugurkaulnieki, kas ir nekro-, sapro- un koprofāgi, kas pārtikā izmanto atliekas, atkritumus un mirušās organiskās vielas. Šajā grupā ietilpst arī saprofāgi, kas sadala lapu pakaišus.

Destruktoru līmenī tiek iekļauti arī heterotrofiskie mikroorganismi, kas spēj pārvērst organiskās vielas neorganiskās (minerālās) vielās, veidojot galaproduktus – ogļskābo gāzi un ūdeni, kas atgriežas ekoloģiskajā sistēmā un no jauna nonāk dabiskajā vielu ciklā.

Pārtikas attiecību nozīme

Visas dzīvās būtnes uz mūsu planētas ir saistītas viena ar otru ar vienu no spēcīgākajām saitēm – pārtiku. Tas ir, kāds ir pārtika kādam citam vai, zinātniski runājot, pārtikas avots. Zālēdāji ēd augus, pašus zālēdājus ēd plēsēji, kurus savukārt var apēst arī citi, lielāki un spēcīgāki plēsēji. Bioloģijā šos savdabīgos pārtikas savienojumus parasti sauc par barības ķēdēm. Izpratne par barības ķēdes ekosistēmas darbību sniedz biologiem izpratni par dažādām dzīvo organismu niansēm, palīdz izskaidrot dažu dzīvnieku uzvedību un saprot, no kurienes mūsu četrkājaino draugu noteiktiem ieradumiem rodas kājas.

Strāvas ķēžu veidi

Kopumā ir divi galvenie barības ķēžu veidi: ganību ķēde (pazīstama arī kā ganību barības ķēde) un detritālā barības ķēde, ko sauc arī par sadalīšanās ķēdi.

Pastorālās barības ķēde

Ganību barības ķēde kopumā ir vienkārša un saprotama, tās būtība īsi aprakstīta raksta sākumā: augi kalpo kā barība zālēdājiem un zinātniskajā terminoloģijā tiek saukti par ražotājiem. Zālēdājus, kas ēd augus, sauc par pirmās kārtas patērētājiem (no latīņu valodas šis vārds tiek tulkots kā “patērētāji”). Mazie plēsēji ir otrās kārtas patērētāji, bet lielāki ir trešās kārtas patērētāji. Dabā ir arī garākas barības ķēdes, kas sastāv no pieciem vai vairāk posmiem, tās galvenokārt atrodamas okeānos, kur lielākas (un rijīgās) zivis ēd mazākas, kuras savukārt ēd vēl mazākas, un tā tālāk līdz aļģēm. Pārtikas ķēdes posmus noslēdz īpašs laimīgais posms, kas vairs nevienam nekalpo kā barība. Parasti tas ir cilvēks, protams, ar nosacījumu, ka viņš ir uzmanīgs un nemēģina peldēt ar haizivīm vai staigāt ar lauvām)). Bet ja nopietni, tad šādu noslēdzošo uztura saikni bioloģijā sauc par sadalītāju.

Detritāla barības ķēde

Bet šeit viss notiek mazliet otrādi, proti, barības ķēdes enerģijas plūsma iet pretējā virzienā: lielie dzīvnieki, vai tie būtu plēsēji vai zālēdāji, iet bojā un sadalās, to atliekas barojas ar mazākiem dzīvniekiem, dažādiem slazdiem (piem. , hiēnas), kas savukārt arī iet bojā un sadalās, un to mirstīgās atliekas līdzīgi kalpo vai nu vēl mazākiem nūju mīļotājiem (piemēram, dažām skudru sugām), vai arī dažādiem īpašiem mikroorganismiem. Mikroorganismi, apstrādājot mirstīgās atliekas, izdala īpašu vielu, ko sauc par detrītu, tāpēc arī šīs barības ķēdes nosaukums.

Vizuālāka strāvas ķēdes shēma ir parādīta attēlā.

Ko nozīmē strāvas ķēdes garums?

Pārtikas ķēdes garuma izpēte sniedz zinātniekiem atbildes uz daudziem jautājumiem, piemēram, cik labvēlīga vide ir dzīvniekiem. Jo labvēlīgāks ir biotops, jo garāka būs dabiskā barības ķēde, pateicoties dažādu dzīvnieku pārpilnībai, kas viens otram kalpo kā barība. Bet visgarākā barības ķēde ir zivīm un citiem okeāna dzīļu iemītniekiem.

Kas ir pārtikas ķēdes pamatā?

Jebkuras barības ķēdes pamatā ir barības savienojumi un enerģija, kas ar viena faunas (vai floras) pārstāvja patēriņu tiek nodota citam. Pateicoties saņemtajai enerģijai, patērētāji var turpināt savas dzīves aktivitātes, bet savukārt kļūst atkarīgi arī no savas pārtikas (barības bāzes). Piemēram, kad notiek slavenā lemingu migrācija, kas kalpo par barību dažādiem arktiskajiem plēsējiem: lapsām, pūcēm, samazinās ne tikai pašu lemmingu (kas masveidā mirst šo pašu migrāciju laikā), bet arī plēsēju populācija. kas barojas ar lemmingiem, un daži no tiem pat migrē kopā ar tiem.

Strāvas ķēdes, video filma

Un papildus mēs piedāvājam jums izglītojošu video par barības ķēžu nozīmi bioloģijā.

Dabā jebkura suga, populācija un pat indivīds nedzīvo izolēti viens no otra un savas dzīvotnes, bet, gluži pretēji, piedzīvo daudzas savstarpējas ietekmes. Biotiskās kopienas vai biocenozes - mijiedarbojošu dzīvo organismu kopienas, kas ir stabila sistēma, ko savieno daudzi iekšējie savienojumi, ar relatīvi nemainīgu struktūru un savstarpēji atkarīgu sugu kopumu.

Biocenozi raksturo noteiktas struktūras: sugas, telpiskais un trofiskais.

Biocenozes organiskās sastāvdaļas ir nesaraujami saistītas ar neorganiskajām - augsni, mitrumu, atmosfēru, kopā ar tām veidojot stabilu ekosistēmu - biogeocenoze .

Biogēnocenoze– pašregulējoša ekoloģiska sistēma, ko veido dažādu sugu populācijas, kas dzīvo kopā un mijiedarbojas savā starpā un ar nedzīvo dabu relatīvi viendabīgos vides apstākļos.

Ekoloģiskās sistēmas

Funkcionālās sistēmas, tostarp dažādu sugu dzīvo organismu kopienas un to dzīvotne. Saiknes starp ekosistēmu komponentiem galvenokārt rodas, pamatojoties uz pārtikas attiecībām un enerģijas iegūšanas metodēm.

Ekosistēma

Augu, dzīvnieku, sēņu, mikroorganismu sugu kopums, kas mijiedarbojas savā starpā un ar vidi tā, ka šāda kopiena var izdzīvot un darboties bezgalīgi ilgu laiku. Biotiskā kopiena (biocenoze) sastāv no augu sabiedrības ( fitocenoze), dzīvnieki ( zoocenoze), mikroorganismi ( mikrobiocenoze).

Visi Zemes organismi un to dzīvotne ir arī augstākā līmeņa ekosistēma - biosfēra , kam piemīt stabilitāte un citas ekosistēmas īpašības.

Ekosistēmas pastāvēšana ir iespējama, pateicoties pastāvīgai enerģijas plūsmai no ārpuses - šāds enerģijas avots parasti ir saule, lai gan tas neattiecas uz visām ekosistēmām. Ekosistēmas stabilitāti nodrošina tiešie un atgriezeniskie savienojumi starp tās sastāvdaļām, vielu iekšējo ciklu un dalību globālajos ciklos.

Biogeocenožu doktrīna izstrādāja V.N. Sukačovs. Termiņš " ekosistēma"ieviesa lietošanā angļu ģeobotāniķis A. Tanslijs 1935. gadā, termins " biogeocenoze" - akadēmiķis V.N. Sukačovs 1942. gadā biogeocenoze Nepieciešama augu kopiena (fitocenoze) kā galvenā saite, kas nodrošina potenciālo biogeocenozes nemirstību augu radītās enerģijas dēļ. Ekosistēmas nedrīkst saturēt fitocenozi.

Fitocenoze

Augu kopiena, kas vēsturiski veidojusies, mijiedarbojoties augiem viendabīgā teritorijas apgabalā.

Viņu raksturo:

- noteiktu sugu sastāvu,

- dzīvības formas,

- līmeņu izvietojums (virszemes un pazemes),

- pārpilnība (sugu sastopamības biežums),

- izmitināšana,

- aspekts (izskats),

- vitalitāte,

- sezonas izmaiņas,

- attīstība (kopienu maiņa).

Līmenis (stāvu skaits)

Viena no augu sabiedrības raksturīgajām iezīmēm ir tās sadalījums pa stāviem gan virszemes, gan pazemes telpā.

Virszemes līmeņi ļauj labāk izmantot gaismu, bet pazemē - ūdeni un minerālvielas. Parasti mežā var izdalīt līdz pieciem līmeņiem: augšējais (pirmais) - augsti koki, otrais - īsi koki, trešais - krūmi, ceturtais - stiebrzāles, piektais - sūnas.

Pazemes līmeņi - virszemes spoguļattēls: koku saknes iet dziļāk, sūnu pazemes daļas atrodas netālu no augsnes virsmas.

Atbilstoši barības vielu iegūšanas un lietošanas metodei visi organismi ir sadalīti autotrofi un heterotrofi. Dabā notiek nepārtraukts dzīvībai nepieciešamo barības vielu cikls. Ķīmiskās vielas autotrofi ekstrahē no vides un caur heterotrofiem atgriež tajā. Šim procesam ir ļoti sarežģītas formas. Katra suga izmanto tikai daļu no organiskajās vielās esošās enerģijas, novedot tās sadalīšanos noteiktā stadijā. Tādējādi evolūcijas procesā ir attīstījušās ekoloģiskās sistēmas ķēdes Un barošanas tīkls .

Lielākajai daļai biogeocenozu ir līdzīgas trofiskā struktūra. To pamatā ir zaļie augi - ražotājiem. Zālēdāji un plēsēji obligāti ir klāt: organisko vielu patērētāji - patērētājiem un organisko atlieku iznīcinātāji - sadalītāji.

Cilvēku skaits pārtikas ķēdē pastāvīgi samazinās, upuru skaits ir lielāks nekā to patērētāju skaits, jo katrā pārtikas ķēdes posmā ar katru enerģijas pārnesi 80-90% no tās tiek zaudēti, izkliedējot siltuma forma. Tāpēc ķēdes posmu skaits ir ierobežots (3-5).

Biocenozes sugu daudzveidība ko pārstāv visas organismu grupas – ražotāji, patērētāji un sadalītāji.

Jebkuras saites pārkāpums pārtikas ķēdē izraisa biocenozes traucējumus kopumā. Piemēram, mežu izciršana izraisa izmaiņas kukaiņu, putnu un līdz ar to arī dzīvnieku sugu sastāvā. Teritorijā bez kokiem attīstīsies citas barības ķēdes un veidosies cita biocenoze, kas prasīs vairākus gadu desmitus.

Barības ķēde (trofiska vai ēdiens )

Savstarpēji saistītas sugas, kas secīgi ekstrahē organiskās vielas un enerģiju no sākotnējās pārtikas vielas; Turklāt katrs iepriekšējais ķēdes posms ir barība nākamajam.

Barības ķēdes katrā dabas teritorijā ar vairāk vai mazāk viendabīgiem eksistences apstākļiem sastāv no savstarpēji saistītu sugu kompleksiem, kas barojas viena no otras un veido pašpietiekamu sistēmu, kurā notiek vielu un enerģijas cirkulācija.

Ekosistēmas sastāvdaļas:

- Producenti - autotrofiskie organismi (galvenokārt zaļie augi) ir vienīgie organisko vielu ražotāji uz Zemes. Enerģijai bagātas organiskās vielas sintezējas fotosintēzes laikā no enerģētiski nabadzīgām neorganiskām vielām (H 2 0 un C0 2).

- Patērētāji - zālēdāji un plēsēji, organisko vielu patērētāji. Patērētāji var būt zālēdāji, kad tie tieši izmanto ražotājus, vai plēsēji, kad tie barojas ar citiem dzīvniekiem. Pārtikas ķēdē tie visbiežāk var būt sērijas numurs no I līdz IV.

- Sadalītāji - heterotrofiskie mikroorganismi (baktērijas) un sēnītes - organisko atlieku iznīcinātāji, destruktori. Viņus sauc arī par Zemes sakārtotājiem.

Trofiskais (uztura) līmenis - organismu kopums, ko vieno uztura veids. Trofiskā līmeņa jēdziens ļauj izprast enerģijas plūsmas dinamiku ekosistēmā.

1. pirmo trofisko līmeni vienmēr aizņem ražotāji (augi),
2. otrkārt - pirmās kārtas patērētāji (zālēdāji),
3. trešais - otrās kārtas patērētāji - plēsēji, kas barojas ar zālēdājiem,
4. ceturtais - trešās kārtas patērētāji (sekundārie plēsēji).

Izšķir šādus veidus: pārtikas ķēdes:

IN ganību ķēde (ēšanas ķēdes) galvenais barības avots ir zaļie augi. Piemēram: zāle -> kukaiņi -> abinieki -> čūskas -> plēsīgie putni.

- detritāls ķēdes (sadalīšanās ķēdes) sākas ar detrītu - mirušo biomasu. Piemēram: lapu pakaiši -> sliekas -> baktērijas. Vēl viena detritālo ķēžu iezīme ir tā, ka tajos esošos augu produktus bieži vien nepatērē tieši zālēdāji, bet tie atmirst un tiek mineralizēti saprofītu ietekmē. Atkritumu ķēdes ir raksturīgas arī dziļo okeānu ekosistēmām, kuru iemītnieki barojas ar mirušiem organismiem, kas nogrimuši no augšējiem ūdens slāņiem.

Sugu savstarpējās attiecības ekoloģiskajās sistēmās, kas izveidojušās evolūcijas procesā, kurā daudzas sastāvdaļas barojas ar dažādiem objektiem un pašas kalpo par barību dažādiem ekosistēmas locekļiem. Vienkārši izsakoties, pārtikas tīklu var attēlot kā savīta pārtikas ķēdes sistēma.

Ir ieslēgti dažādu barības ķēžu organismi, kas saņem pārtiku, izmantojot vienādu skaitu saišu šajās ķēdēs tāds pats trofiskais līmenis. Tajā pašā laikā var atrasties dažādas vienas un tās pašas sugas populācijas, kas iekļautas dažādās barības ķēdēs dažādi trofiskie līmeņi. Attiecības starp dažādiem trofiskiem līmeņiem ekosistēmā var attēlot grafiski kā ekoloģiskā piramīda.

Ekoloģiskā piramīda

Metode, kā grafiski attēlot attiecības starp dažādiem trofiskiem līmeņiem ekosistēmā - ir trīs veidi:

Populācijas piramīda atspoguļo organismu skaitu katrā trofiskajā līmenī;

Biomasas piramīda atspoguļo katra trofiskā līmeņa biomasu;

Enerģijas piramīda parāda enerģijas daudzumu, kas noteiktā laika periodā iziet cauri katram trofiskajam līmenim.

Ekoloģiskās piramīdas likums

Modelis, kas atspoguļo katras nākamās pārtikas ķēdes saites pakāpenisku masas (enerģijas, indivīdu skaita) samazināšanos.

Skaitļu piramīda

Ekoloģiskā piramīda, kas parāda indivīdu skaitu katrā uztura līmenī. Skaitļu piramīda neņem vērā indivīdu izmērus un masu, paredzamo dzīves ilgumu, vielmaiņas ātrumu, taču vienmēr ir redzama galvenā tendence - indivīdu skaita samazināšanās no saites līdz saitei. Piemēram, stepju ekosistēmā īpatņu skaits tiek sadalīts šādi: ražotāji - 150 000, zālēdāju patērētāji - 20 000, gaļēdāju patērētāji - 9000 īpatņu/platībā. Pļavu biocenozei raksturīgs šāds īpatņu skaits 4000 m2 platībā: ražotāji - 5 842 424, pirmās kārtas zālēdāji - 708 624, otrās kārtas gaļēdāji - 35 490, trešās kārtas gaļēdāji - 3 .

Biomasas piramīda

Modelis, saskaņā ar kuru augu vielu daudzums, kas kalpo par barības ķēdes pamatu (ražotāji), ir aptuveni 10 reizes lielāks par zālēdāju dzīvnieku masu (pirmās kārtas patērētāji), bet zālēdāju dzīvnieku masa ir 10 reizes lielāka. lielāks nekā plēsējiem (otrās kārtas patērētājiem), t.i., katram nākamajam pārtikas līmenim ir 10 reizes mazāka masa nekā iepriekšējam. Vidēji 1000 kg augu ražo 100 kg zālēdāju ķermeņa. Plēsēji, kas ēd zālēdājus, var izveidot 10 kg savas biomasas, sekundārie plēsēji - 1 kg.

Enerģijas piramīda

izsaka modeli, saskaņā ar kuru enerģijas plūsma pakāpeniski samazinās un nolietojas, pārejot no pārtikas ķēdes posma uz posmu. Tādējādi ezera biocenozē zaļie augi - ražotāji veido biomasu, kas satur 295,3 kJ/cm 2, pirmās kārtas patērētāji, patērējot augu biomasu, veido paši savu biomasu, kas satur 29,4 kJ/cm 2; Otrās kārtas patērētāji, izmantojot pirmās kārtas patērētājus pārtikai, veido paši savu biomasu, kas satur 5,46 kJ/cm2. Palielinās enerģijas zudumi, pārejot no pirmās kārtas patērētājiem uz otrās kārtas patērētājiem, ja tie ir siltasiņu dzīvnieki. Tas izskaidrojams ar to, ka šie dzīvnieki tērē daudz enerģijas ne tikai savas biomasas veidošanai, bet arī pastāvīgas ķermeņa temperatūras uzturēšanai. Ja salīdzinām teļa un asari audzēšanu, tad ar vienādu iztērēto barības enerģijas daudzumu iegūsim 7 kg liellopu gaļas un tikai 1 kg zivju, jo teļš ēd zāli, bet plēsīgais asaris ēd zivis.

Tādējādi pirmajiem diviem piramīdu veidiem ir vairāki būtiski trūkumi:

Biomasas piramīda atspoguļo ekosistēmas stāvokli paraugu ņemšanas brīdī un tāpēc parāda biomasas attiecību konkrētajā brīdī un neatspoguļo katra trofiskā līmeņa produktivitāti (t.i., tās spēju ražot biomasu noteiktā laika periodā). Tāpēc gadījumā, ja ražotāju skaitā ir strauji augošas sugas, biomasas piramīda var izrādīties apgriezta.

Enerģijas piramīda ļauj salīdzināt dažādu trofisko līmeņu produktivitāti, jo ņem vērā laika faktoru. Turklāt tiek ņemta vērā dažādu vielu enerģētiskās vērtības atšķirība (piemēram, 1 g tauku nodrošina gandrīz divas reizes vairāk enerģijas nekā 1 g glikozes). Tāpēc enerģijas piramīda vienmēr sašaurinās uz augšu un nekad netiek apgriezta.

Ekoloģiskā plastika

Organismu vai to kopienu (biocenozes) izturības pakāpe pret vides faktoru ietekmi. Ekoloģiski plastmasas sugām ir plašs klāsts reakcijas norma , t.i., tie ir plaši pielāgoti dažādiem biotopiem (zivju spieķi un zutis, daži vienšūņi dzīvo gan saldūdeņos, gan sālsūdeņos). Ļoti specializētas sugas var pastāvēt tikai noteiktā vidē: jūras dzīvnieki un aļģes - sālsūdenī, upju zivis un lotosa augi, ūdensrozes, pīles dzīvo tikai saldūdenī.

Vispārīgi ekosistēma (biogeocenoze) raksturo šādi rādītāji:

Sugu daudzveidība

sugu populāciju blīvums,

Biomasa.

Biomasa

Visu biocenozes indivīdu vai sugas organisko vielu kopējais daudzums ar tajā esošo enerģiju. Biomasu parasti izsaka masas vienībās sausnas izteiksmē uz laukuma vai tilpuma vienību. Biomasu var noteikt atsevišķi dzīvniekiem, augiem vai atsevišķām sugām. Tādējādi sēņu biomasa augsnē ir 0,05-0,35 t/ha, aļģēm - 0,06-0,5, augstāko augu saknēm - 3,0-5,0, sliekām - 0,2-0,5 , mugurkaulniekiem - 0,001-0,015 t/ha.

Biogeocenozēs ir primārā un sekundārā bioloģiskā produktivitāte :

ü Biocenožu primārā bioloģiskā produktivitāte- kopējā fotosintēzes produktivitāte, kas ir autotrofu - zaļo augu darbības rezultāts, piemēram, 20-30 gadus vecs priežu mežs saražo 37,8 t/ha biomasas gadā.

ü Biocenožu sekundārā bioloģiskā produktivitāte- heterotrofo organismu (patērētāju) kopējā kopējā produktivitāte, kas veidojas, izmantojot ražotāju uzkrātās vielas un enerģiju.

Populācijas. Skaitļu struktūra un dinamika.

Katra suga uz Zemes ieņem noteiktu diapazons, jo tas spēj pastāvēt tikai noteiktos vides apstākļos. Taču dzīves apstākļi vienas sugas areāla ietvaros var būtiski atšķirties, kas noved pie sugas sadalīšanās elementārās indivīdu grupās – populācijās.

Populācija

Vienas sugas īpatņu kopums, kas ieņem atsevišķu teritoriju sugas areāla ietvaros (ar relatīvi viendabīgiem dzīves apstākļiem), brīvi krustojas savā starpā (kam ir kopīgs genofonds) un izolēts no citām šīs sugas populācijām, kam ir visas nepieciešamos apstākļus, lai ilgstoši saglabātu to stabilitāti mainīgos vides apstākļos. Svarīgākā īpašības iedzīvotāju skaits ir tās struktūra (vecums, dzimuma sastāvs) un populācijas dinamika.

Zem demogrāfiskās struktūras populācijas saprot tā dzimuma un vecuma sastāvu.

Telpiskā struktūra Populācijas ir indivīdu izplatības pazīmes populācijā telpā.

Vecuma struktūra populācija ir saistīta ar dažāda vecuma indivīdu attiecību populācijā. Viena vecuma indivīdi tiek grupēti kohortās – vecuma grupās.

IN augu populāciju vecuma struktūra piešķirt nākamajos periodos:

Latentais - sēklas stāvoklis;

Preģeneratīvs (ietver sējeņu, mazuļu, nenobriedušu un neapstrādātu augu stāvokli);

Ģeneratīvie (parasti iedalīti trīs apakšperiodos – jauni, nobrieduši un veci ģeneratīvie indivīdi);

Postģeneratīvs (ietver subsenilu, senilu augu stāvokli un mirstošo fāzi).

Piederību noteiktam vecuma statusam nosaka bioloģiskais vecums- noteiktu morfoloģisko (piemēram, sarežģītas lapas sadalīšanas pakāpe) un fizioloģisko (piemēram, spēja radīt pēcnācējus) īpašību izpausmes pakāpe.

Dzīvnieku populācijās ir iespējams arī atšķirt dažādas vecuma posmi. Piemēram, kukaiņi, kas attīstās ar pilnīgu metamorfozi, iet cauri posmiem:

Kāpuri,

lelles,

Imago (pieaugušais kukainis).

Iedzīvotāju vecuma struktūras rakstursir atkarīgs no konkrētai populācijai raksturīgās izdzīvošanas līknes veida.

Izdzīvošanas līkneatspoguļo mirstības līmeni dažādās vecuma grupās un ir dilstoša līnija:

1. Ja mirstības līmenis nav atkarīgs no indivīdu vecuma, indivīdu nāve konkrētajā tipā notiek vienmērīgi, mirstības rādītājs paliek nemainīgs visu mūžu ( I tips ). Šāda izdzīvošanas līkne ir raksturīga sugām, kuru attīstība notiek bez metamorfozes ar pietiekamu piedzimušo pēcnācēju stabilitāti. Šo veidu parasti sauc hidras veids- to raksturo izdzīvošanas līkne, kas tuvojas taisnei.
2. Sugām, kurām ārējo faktoru loma mirstībā ir maza, izdzīvošanas līkni raksturo neliels samazinājums līdz noteiktam vecumam, pēc kura vērojams straujš kritums dabiskās (fizioloģiskās) mirstības dēļ ( II tips ). Šim tipam tuvās izdzīvošanas līknes raksturs ir raksturīgs cilvēkiem (lai gan cilvēka izdzīvošanas līkne ir nedaudz plakanāka un ir kaut kas starp I un II tipu). Šo veidu sauc Drosophila tips: To laboratorijas apstākļos demonstrē augļu mušas (nav plēsoņu ēstas).
3. Daudzām sugām ir raksturīga augsta mirstība ontoģenēzes sākumposmā. Šādām sugām izdzīvošanas līkni raksturo straujš jaunāko vecumu kritums. Indivīdiem, kas izdzīvo “kritisko” vecumu, ir zema mirstība un viņi dzīvo līdz vecākam vecumam. Veids tiek saukts austeru veids (III tips ).

Seksuālā struktūra populācijas

Dzimuma attiecībai ir tieša ietekme uz iedzīvotāju reprodukciju un ilgtspējību.

Iedzīvotājiem ir primārā, sekundārā un terciārā dzimuma attiecības:

- Primārā dzimuma attiecība nosaka ģenētiskie mehānismi - dzimuma hromosomu diverģences vienveidība. Piemēram, cilvēkiem XY hromosomas nosaka vīriešu dzimuma attīstību, bet XX hromosomas nosaka sieviešu dzimuma attīstību. Šajā gadījumā primārā dzimumu attiecība ir 1:1, t.i., vienlīdz iespējama.

- Sekundārā dzimuma attiecība ir dzimumu attiecība dzimšanas brīdī (jaundzimušajiem). Tas var ievērojami atšķirties no primārā vairāku iemeslu dēļ: olšūnu selektivitāte pret spermu, kas pārnēsā X vai Y hromosomu, nevienlīdzīga šādu spermatozoīdu apaugļošanās spēja un dažādi ārēji faktori. Piemēram, zoologi ir aprakstījuši temperatūras ietekmi uz sekundāro dzimumu attiecību rāpuļiem. Līdzīgs modelis ir raksturīgs dažiem kukaiņiem. Tādējādi skudrām apaugļošanās tiek nodrošināta temperatūrā virs 20 ° C, un zemākā temperatūrā tiek dētas neapaugļotas olas. No pēdējiem izšķiļas tēviņi, un no tiem, kas tiek apaugļoti, pārsvarā ir mātītes.

- Terciārā dzimuma attiecība - dzimumu attiecība starp pieaugušiem dzīvniekiem.

Telpiskā struktūra populācijas atspoguļo indivīdu izplatības raksturu telpā.

Izcelt trīs galvenie indivīdu sadales veidi kosmosā:

- vienveidīgs vai vienveidīgs(indivīdi ir vienmērīgi sadalīti telpā, vienādos attālumos viens no otra); dabā ir reti sastopama un visbiežāk to izraisa akūta intraspecifiska konkurence (piemēram, plēsīgajām zivīm);

- draudzes vai mozaīka(“plankumaini”, indivīdi atrodas izolētās kopās); notiek daudz biežāk. Tas ir saistīts ar dzīvnieku mikrovides vai uzvedības īpašībām;

- nejauši vai izkliedēts(indivīdi ir nejauši sadalīti telpā) - var novērot tikai viendabīgā vidē un tikai sugās, kurām nav tendence veidot grupas (piemēram, vabole miltos).

Iedzīvotāju lielums apzīmē ar burtu N. N pieauguma attiecība pret laika vienību dN / dt izsakamomentānais ātrumspopulācijas lieluma izmaiņas, t.i., skaita izmaiņas laikā t.Populācijas pieaugumsir atkarīgs no diviem faktoriem – dzimstības un mirstības, ja nav emigrācijas un imigrācijas (šādu populāciju sauc par izolētu). Atšķirība starp dzimstības koeficientu b un mirstības līmeni d irizolēts iedzīvotāju skaita pieauguma temps:

Iedzīvotāju stabilitāte

Tā ir tā spēja atrasties dinamiskā (t.i., mobilā, mainīgā) līdzsvara stāvoklī ar vidi: mainās vides apstākļi, mainās arī iedzīvotāju skaits. Viens no svarīgākajiem ilgtspējas nosacījumiem ir iekšējā daudzveidība. Attiecībā uz populāciju tie ir mehānismi noteikta iedzīvotāju blīvuma uzturēšanai.

Izcelt trīs veidu populācijas lieluma atkarība no tās blīvuma .

Pirmais veids (I) - visizplatītākā, ko raksturo iedzīvotāju skaita pieauguma samazināšanās ar tā blīvuma pieaugumu, ko nodrošina dažādi mehānismi. Piemēram, daudzām putnu sugām ir raksturīga auglības (auglības) samazināšanās, palielinoties populācijas blīvumam; paaugstināta mirstība, samazināta organismu rezistence ar palielinātu populācijas blīvumu; vecuma izmaiņas pubertātes laikā atkarībā no iedzīvotāju blīvuma.

Trešais veids ( III ) ir raksturīga populācijām, kurās tiek atzīmēts “grupas efekts”, t.i., noteikts optimāls populācijas blīvums veicina visu indivīdu labāku izdzīvošanu, attīstību un dzīvībai svarīgo aktivitāti, kas raksturīga lielākajai daļai grupu un sociālo dzīvnieku. Piemēram, lai atjaunotu heteroseksuālu dzīvnieku populācijas, ir nepieciešams vismaz tāds blīvums, kas nodrošina pietiekamu varbūtību satikt tēviņu un mātīti.

Tematiskie uzdevumi

A1. Izveidojās biogeocenoze

1) augi un dzīvnieki

2) dzīvnieki un baktērijas

3) augi, dzīvnieki, baktērijas

4) teritorija un organismi

A2. Meža biogeocenozes organisko vielu patērētāji ir

1) egle un bērzs

2) sēnes un tārpi

3) zaķi un vāveres

4) baktērijas un vīrusi

A3. Ražotāji ezerā ir

2) kurkuļi

A4. Biogeocenozes pašregulācijas process ietekmē

1) dzimumu attiecība dažādu sugu populācijās

2) populācijās sastopamo mutāciju skaits

3) plēsoņa un laupījuma attiecība

4) starpsugas konkurence

A5. Viens no ekosistēmas ilgtspējas nosacījumiem var būt

1) viņas spēja mainīties

2) sugu daudzveidība

3) sugu skaita svārstības

4) genofonda stabilitāte populācijās

A6. Sadalītāji ietver

2) ķērpji

4) papardes

A7. Ja kopējā masa, ko saņem 2. kārtas patērētājs, ir 10 kg, tad kāda bija to ražotāju kopējā masa, kas kļuva par šī patērētāja pārtikas avotu?

A8. Norādiet detrītu barības ķēdi

1) muša – zirneklis – zvirbulis – baktērijas

2) āboliņš – vanags – kamene – pele

3) rudzi – zīle – kaķis – baktērijas

4) ods – zvirbulis – vanags – tārpi

A9. Sākotnējais enerģijas avots biocenozē ir enerģija

1) organiskie savienojumi

2) neorganiskie savienojumi

4) ķīmiskā sintēze

1) zaķi

2) bites

3) lauka strazdi

4) vilki

A11. Vienā ekosistēmā var atrast ozolu un

1) gofers

3) cīrulis

4) zilā rudzupuķe

A12. Elektroenerģijas tīkli ir:

1) saiknes starp vecākiem un atvasēm

2) ģimenes (ģenētiskās) saiknes

3) vielmaiņa ķermeņa šūnās

4) vielu un enerģijas pārneses veidi ekosistēmā

A13. Ekoloģiskā skaitļu piramīda atspoguļo:

1) biomasas attiecība katrā trofiskajā līmenī

2) atsevišķa organisma masu attiecība dažādos trofiskajos līmeņos

3) pārtikas ķēdes struktūra

4) sugu daudzveidība dažādos trofiskajos līmeņos

Man daba ir sava veida labi ieeļļota mašīna, kurā ir paredzēta katra detaļa. Tas ir pārsteidzoši, cik labi viss ir pārdomāts, un maz ticams, ka cilvēks kādreiz spēs kaut ko tādu izveidot.

Ko nozīmē termins "barošanas ķēde"?

Saskaņā ar zinātnisko definīciju šis jēdziens ietver enerģijas pārnesi caur vairākiem organismiem, kur ražotāji ir pirmā saite. Šajā grupā ietilpst augi, kas absorbē neorganiskās vielas, no kurām tie sintezē barojošus organiskos savienojumus. Viņi barojas ar patērētājiem - organismiem, kas nav spējīgi patstāvīgi sintēzēt, kas nozīmē, ka viņi ir spiesti ēst gatavu organisko vielu. Tie ir zālēdāji un kukaiņi, kas darbojas kā “pusdienas” citiem patērētājiem - plēsējiem. Parasti ķēdē ir aptuveni 4-6 līmeņi, kur noslēdzošo saiti pārstāv sadalītāji - organismi, kas sadala organiskās vielas. Principā saišu var būt daudz vairāk, taču ir dabisks “ierobežotājs”: vidēji katra saite saņem maz enerģijas no iepriekšējās - līdz 10%.

Barības ķēžu piemēri meža sabiedrībā

Mežam ir savas īpatnības atkarībā no to veida. Skujkoku meži neizceļas ar bagātīgu zālaugu veģetāciju, kas nozīmē, ka barības ķēdē būs noteikts dzīvnieku kopums. Piemēram, briedis labprāt ēd plūškoku, bet pats kļūst par laupījumu lācim vai lūsim. Platlapju mežam būs savs komplekts. Piemēram:

• miza - mizgrauža - zīle - piekūns;
• muša - rāpulis - sesks - lapsa;
• sēklas un augļi - vāvere - pūce;
• augs - vabole - varde - čūska - vanags.

Ir vērts pieminēt atkritumu tīrītājus, kuri “pārstrādā” organiskās atliekas. Mežos to ir ļoti daudzveidīgi: no vienkāršākajiem vienšūnas līdz mugurkaulniekiem. Viņu ieguldījums dabā ir milzīgs, jo pretējā gadījumā planētu klātu dzīvnieku atliekas. Viņi pārveido mirušos ķermeņus neorganiskos savienojumos, kas nepieciešami augiem, un viss sākas no jauna. Vispār daba ir pati pilnība!

Tos sauc par trofiskiem līmeņiem.

• Pārtikas ķēdes pirmo posmu pārstāv autotrofiski augi (ražotāji). Fotosintēzes procesā tie pārvērš saules enerģiju ķīmisko saišu enerģijā. Ķīmisintētiskos organismus var klasificēt arī kā ražotājus.
• Otro saikni veido zālēdāju (primārie patērētāji) un plēsēju (sekundārie patērētāji) dzīvnieki jeb patērētāji. Otro saiti uzskata par heterotrofiskiem organismiem.
• Trešo posmu pārtikas ķēdē veido mikroorganismi, kas sadala organiskās vielas minerālvielās (sadalītājos). Trešā saite ir arī heterotrofiski organismi.

Barības ķēdes dabā parasti veidojas no trīs līdz četriem līmeņiem. Pārejot no viena līmeņa uz otru, enerģijas un biomasas daudzums samazinās aptuveni desmitkārtīgi, jo 90% no saņemtās enerģijas tiek tērēti organismu dzīvības nodrošināšanai un tikai 10% organismu ķermeņa veidošanai. Tāpēc katrā nākamajā līmenī arī indivīdu skaits pakāpeniski samazinās. Piemēram, ja dzīvnieks apēd 1000 kg augu, tad tā svars pieaugs vidēji par 100 kg. Plēsoņa, kas ēd šādas masas zālēdāju, biomasa var palielināties par 10 kg, savukārt sekundāra plēsēja biomasa var pieaugt tikai par 1 kg.

Ekoloģiskā piramīda(68. att.) ir grafiski attēlots organismu skaita, biomasas un ražotāju, patērētāju un sadalītāju attiecības trofiskajos pārtikas ķēdes līmeņos. Tas ir būvēts pēc t.s ekoloģiskās piramīdas noteikums- modeļi, kuros tiek novērota pakāpeniska vielas un enerģijas samazināšanās uztura līmenī.

Piramīdas pamatu veido autotrofiski organismi - ražotāji, zālēdāji atrodas augstāk, plēsēji atrodas vēl augstāk, un piramīdas augšpusē ir lielie plēsēji. Materiāls no vietnes

Tipisks barības ķēžu piemērs ūdens baseinos: fitoplanktons - zooplanktons - mazas zivis - lielas plēsīgās zivis. Šajā ķēdē saskaņā ar ekoloģiskās piramīdas likumu samazinās arī biomasas un enerģijas daudzums.

Mākslīgās lauksaimniecības ekosistēmās katrā nākamajā barības ķēžu līmenī vērojams arī enerģijas daudzuma samazinājums līdz 10 reizēm.

Bildes (fotogrāfijas, zīmējumi)

Šajā lapā ir materiāli par šādām tēmām: