Trofički lanci i trofičke razine. Trofičke razine

Lijekovi koji snižavaju kolesterol u krvi Američka udruga za srce objavila je izvješće na 13 stranica pod naslovom: “Izvješće konferencije Udruge o odnosu između kolesterola u krvi i

TROFIČKA KASKADA Morske vidre jedu morski ježevi, a oni, pak, jedu smeđe alge. Ali kada je lov na morske vidre doveo do njihovog gotovo potpunog nestanka, smeđe alge također su imale problema jer ništa nije ograničavalo rast morskih ježeva. Kao rezultat

Različite razine društvenog razvoja Nisu svi mravi na istoj razini javni život. Uz one čije je društvo razvijeno i njime upravljaju složeni zakoni, postoje vrste mrava koje kao da su zastale u svojoj evoluciji, unatrag. Takvi su mravi

Koliko bi se razina mora podigla da se ledenjaci Antarktike i Grenlanda otope? Kada bi se ledenjaci Antarktike i Grenlanda danas potpuno otopili, razina Svjetskog oceana bi se podigla za otprilike 60 metara. Sva obalna područja bila bi poplavljena

Koliko je niža bila razina Svjetskog oceana danas na vrhuncu ledenog doba? Na vrhuncu ledenog doba, 3-4 puta veća količina izvučena je iz Svjetskog oceana u ledenjake. više vode nego je sadržano u postojećim ledenjacima Zemlje. Procjenjuje se da je razina vode u oceanu bila

Stabilni biogeokemijski ciklusi tvari i energije u biosferi našeg planeta nastaju zbog biološka raznolikost skup tvari koje organizmi konzumiraju i otpadnih proizvoda ispuštenih u prirodni okoliš. Osnova biološkog ciklusa tvari je trofičke razine, koji su predstavljeni određenim vrstama živih organizama, podijeljenih u tri glavne skupine: proizvođači, potrošači i razlagači. Trofička razina sastoji se od populacija organizama koji obavljaju iste trofičke funkcije u ekosustavu i imaju različit sastav vrsta (od grčkog trophe - "hrana").

Prva trofička razina - razina primarne proizvodnje- stvaraju autotrofe. To su organizmi koji sintetiziraju organske tvari (ugljikohidrate, masti, proteine, nukleinske kiseline) iz ne organski spojevi koristeći energiju sunca. Primarna proizvodnja je biomasa biljnih tkiva. Primarni proizvođači su biljke, fotoautotrofne bakterije i kemosintetske bakterije (kemotrofi). Kemotrofi su mikroorganizmi koji sintetiziraju organsku tvar koristeći energiju oksidacije amonijaka, sumporovodika i drugih tvari koje se nalaze u vodi i tlu.

Drugu trofičku razinu predstavljaju potrošači (heterotrofi):

1) prvi red - fitofagi - koriste biljke kao hranu;

2) drugog reda - hrane se životinjskom hranom.

Na trećoj trofičkoj razini - razlagači. To su organizmi koji razgrađuju otpadne tvari i mrtve organizme na minerale, ugljični dioksid i vodu. U mineralizaciji sudjeluju i potrošači organska tvar.

Svi organizmi koriste biomasu iz prethodnih trofičkih razina za hranu, gubeći energiju disanjem, zagrijavanjem tijela, raznih oblika aktivnosti, za izlučivanje izmeta.

Među vrstama različitih trofičkih razina postoje odnosi koji tvore sustav trofičkih lanaca (prehrambeni lanci). Korištenje resursa na svakoj trofičkoj razini ovisi o raznolikosti vrsta ekosustava.

Raznolikost vrsta može se smanjiti u onečišćenim područjima, uzrokujući pojednostavljenje trofičke strukture.

Danas se bilježe poremećaji u strukturi biocenoza zbog onečišćenja okoliša. prirodno okruženje. Toksikanti se prenose hranidbenim lancima i pridonose uginuću životinja, ptica, vodenih organizama, a također se nakupljaju u prehrambeni proizvodi konzumiraju ljudi.

Trofički lanac

Glavna značajka ekosustava je prisutnost hranidbenih mreža i lanaca u njima.

Definicija 1

Trofički (prehrambeni) lanac je niz specifičnih organizama koji odražava kretanje organskih tvari u ekosustavu i biokemijsku energiju sadržanu u njemu, dobivenu kao rezultat prehrane organizama.

Zatim ćemo razmotriti sljedeće pojmove: potrošači, razlagači i proizvođači. Proizvođači su organizmi koji proizvode organske spojeve iz anorganskih tvari. u ekosustavu, proizvođači su autotrofni organizmi koji fotosintezom pretvaraju vanjsku energiju u biokemijsku energiju, smještenu u organskom spoju.

Primjer 1

Primjer proizvođača su biljke (za kopnene ekosustave). Primjer proizvođača za vodeni ekosustavi- fitoplankton - male alge.

Konzumenti su organizmi koji konzumiraju organsku tvar koju proizvedu proizvođači tijekom svojih aktivnosti. Postoje potrošači različitih redova (1. i 2.).

• Konzumenti 1. reda su organizmi koji se hrane biljkama (npr. koza, zec).
• Konzumenti drugog reda su organizmi koji svoje bjelančevine grade od životinjskih i biljnih bjelančevina (konzumenti drugog reda nazivaju se i predatori).

Razlagači su organizmi (uglavnom gljivice, bakterije itd.) koji pretvaraju organske ostatke u anorganski spojevi.

Trofičke (prehrambene) razine

U svakom ekosustavu može se primijetiti određeni broj trofičkih veza ili razina. Prvu razinu predstavljaju proizvođači, a drugu i sljedeće razine predstavljaju potrošači. Posljednju razinu uglavnom tvore gljivice i mikroorganizmi koji se hrane mrtvim organskim spojevima (razlagači).

Njihova glavna funkcija u ekosustavu je razgradnja organskih spojeva do početnih mineralnih elemenata. Međusobno povezani niz trofičkih razina je trofički lanac ili hranidbeni lanac.

Treba napomenuti da hranidbeni lanac nije cijelo vrijeme potpun. Prvo, može postojati nedostatak proizvođača (biljki). Ovi hranidbeni lanci karakteristični su za zajednice, nastali na temelju razgradnje biljnih ili životinjskih ostataka, primjerice onih nakupljenih u šumama na tlu (šumska stelja).

Drugo, heterotrofi (životinje) mogu biti odsutni (ili prisutni u vrlo malim količinama) u hranidbenim lancima. Na primjer, u šumama umiru biljke ili njihovi dijelovi (grane, lišće itd.), t.j. proizvođači se odmah uključuju u kariku razlagača.

U prirodnoj zajednici neki organizmi koji hranu dobivaju iz vegetacije putem jednak broj stupnjevi su pridruženi jednoj trofičkoj razini. Pošteno je primijetiti da ova trofička klasifikacija ne dijeli u skupine same vrste, već tipove njihove životne aktivnosti; populacija određene vrste će zauzeti jednu ili više trofičkih razina, ovisno o tome koje izvore energije koristi.

Relativna uloga prehrambenih lanaca u ekosustavu određena je količinom energije koja teče u određeni lanac i učinkovitošću njezine upotrebe na trofičkim razinama. Dakle, ako u planktonskim zajednicama glavnu ulogu u prijenosu energije (i, posljedično, u oslobađanju mineralnih spojeva) imaju konzumenti pašnjačkog lanca, onda u kopneni ekosustavi- detritan. Konkretno, u šumama

Svaki organizam mora dobiti energiju za život. Na primjer, biljke troše energiju sunca, životinje jedu biljke, a neke životinje jedu druge životinje.

Hranidbeni (trofički) lanac je redoslijed tko jede koga u biološkoj zajednici () kako bi dobio hranjive tvari i energiju koja podržava život.

Autotrofi (proizvođači)

Autotrofi- živi organizmi koji sami stvaraju hranu, odnosno vlastite organske spojeve, od jednostavnih molekula poput ugljičnog dioksida. Postoje dvije glavne vrste autotrofa:

• Fotoautotrofi (fotosintetski organizmi), poput biljaka, prerađuju energiju sunčeve svjetlosti za proizvodnju organskih spojeva - šećera - iz ugljični dioksid u nastajanju . Drugi primjeri fotoautotrofa su alge i cijanobakterije.

• Kemoautotrofi dobivaju organsku tvar putem kemijske reakcije, koji uključuju anorganske spojeve (vodik, sumporovodik, amonijak itd.). Taj se proces naziva kemosinteza.

Autotrofi su osnova svakog ekosustava na planetu. Oni čine većinu prehrambenih lanaca i mreža, a energija dobivena fotosintezom ili kemosintezom podržava sve ostale organizme u ekološkim sustavima. Što se tiče njihove uloge u prehrambenim lancima, autotrofe možemo nazvati proizvođačima ili producentima.

Heterotrofi (konzumenti)

Heterotrofi, također poznati kao potrošači, ne mogu koristiti sunčevu ili kemijsku energiju za proizvodnju vlastite hrane iz ugljičnog dioksida. Umjesto toga, heterotrofi dobivaju energiju konzumiranjem drugih organizama ili svojih nusproizvodi. Ljudi, životinje, gljive i mnoge bakterije su heterotrofi. Njihova uloga u hranidbenim lancima je konzumiranje drugih živih organizama. Postoje mnoge vrste heterotrofa s različitim ekološkim ulogama, od insekata i biljaka do grabežljivaca i gljiva.

Destruktori (reduktori)

Treba spomenuti još jednu skupinu potrošača, iako se ona ne pojavljuje uvijek u dijagramima hranidbenog lanca. Tu skupinu čine razlagači, organizmi koji prerađuju mrtvu organsku tvar i otpad, pretvarajući ih u anorganske spojeve.

Razlagači se ponekad smatraju zasebnom trofičkom razinom. Kao skupina, hrane se mrtvim organizmima koji dolaze s različitih trofičkih razina. (Na primjer, sposobni su obraditi raspadajuću biljnu tvar, tijelo vjeverice pothranjeno od grabežljivaca ili ostatke preminulog orla.) U određenom smislu, trofička razina razlagača teče paralelno sa standardnom hijerarhijom primarnih, sekundarnih , i tercijarne potrošače. Gljive i bakterije ključni su razlagači u mnogim ekosustavima.

Razlagači, kao dio prehrambenog lanca, igraju važnu ulogu u održavanju zdravog ekosustava jer se vraćaju hranjivim tvarima i vlage, koje kasnije koriste proizvođači.

Razine hranidbenog (trofičkog) lanca

Dijagram razina hranidbenog (trofičkog) lanca

Hranidbeni lanac je linearni slijed organizama koji prenose hranjive tvari i energiju od proizvođača do vrhunskih grabežljivaca.

Trofička razina organizma je položaj koji zauzima u hranidbenom lancu.

Prva trofička razina

Lanac ishrane počinje sa autotrofni organizam ili proizvođač, proizvodeći vlastitu hranu iz primarnog izvora energije, obično solarne ili energije iz hidrotermalnih izvora na srednjooceanskim grebenima. Na primjer, fotosintetske biljke, kemosintetske biljke itd.

Druga trofička razina

Zatim dolaze organizmi koji se hrane autotrofima. Ti se organizmi nazivaju biljojedi ili primarni potrošači i konzumiraju zelene biljke. Primjeri uključuju insekte, zečeve, ovce, gusjenice pa čak i krave.

Treća trofička razina

Sljedeća karika u hranidbenom lancu su životinje koje jedu biljojede - tzv sekundarni konzumenti ili mesožderne (predatorske) životinje(na primjer, zmija koja se hrani zečevima ili glodavcima).

Četvrta trofička razina

Zauzvrat, ove životinje jedu veći grabežljivci - tercijarne potrošače(npr. sova jede zmije).

Peta trofička razina

Tercijarni potrošači se jedu kvartarnih potrošača(npr. jastreb jede sove).

Svaki hranidbeni lanac završava vršnim predatorom ili superpredatorom – životinjom koja nema prirodnih neprijatelja (npr. krokodil, polarni medvjed, morski pas itd.). Oni su "gospodari" svojih ekosustava.

Kad bilo koji organizam umre, na kraju ga pojedu detritivori (kao što su hijene, lešinari, crvi, rakovi itd.), a ostatak razgrađuju razlagači (uglavnom bakterije i gljivice), a izmjena energije se nastavlja.

Strelice u hranidbenom lancu pokazuju protok energije, od sunca ili hidrotermalnih izvora do vrhunskih grabežljivaca. Dok energija teče od tijela do tijela, ona se gubi na svakoj karici u lancu. Zbirka mnogih prehrambenih lanaca naziva se hranidbena mreža.

Položaj nekih organizama u hranidbenom lancu može varirati jer se njihova prehrana razlikuje. Na primjer, kada medvjed jede bobice, ponaša se kao biljožder. Kada pojede glodavca biljojeda, postaje primarni grabežljivac. Kada medvjed jede lososa, ponaša se kao superpredator (to je zbog činjenice da je losos primarni predator, jer se hrani haringom, a jede zooplankton, koji se hrani fitoplanktonom, koji proizvodi vlastitu energiju zahvaljujući sunčeva svjetlost). Razmislite o tome kako se mjesto ljudi u prehrambenom lancu mijenja, čak i često unutar jednog obroka.

Vrste prehrambenih lanaca

U prirodi, u pravilu, postoje dvije vrste hranidbenih lanaca: pašnjak i detritus.

Lanac ishrane travnjaka

Dijagram hranidbenog lanca travnjaka

Ova vrsta hranidbenog lanca započinje živim zelenim biljkama koje hrane biljojede kojima se hrane mesojedi. Ekosustavi s ovom vrstom kruga izravno ovise o sunčevoj energiji.

Dakle, vrsta ispaše hranidbenog lanca ovisi o autotrofnom hvatanju energije i njenom kretanju duž karika lanca. Većina ekosustava u prirodi slijedi ovu vrstu hranidbenog lanca.

Primjeri lanaca ispaše hrane:

• Trava → Skakavac → Ptica → Jastreb;
• Biljke → Zec → Lisica → Lav.

Detritični hranidbeni lanac

Dijagram hranidbenog lanca detrita

Ova vrsta hranidbenog lanca počinje raspadajućim organskim materijalom – detritusom – koji konzumiraju detritivori. Zatim se grabežljivci hrane detritivorima. Dakle, takvi hranidbeni lanci manje ovise o izravnoj sunčevoj energiji nego oni ispaše. Glavna stvar za njih je priljev organskih tvari proizvedenih u drugom sustavu.

Na primjer, ova vrsta hranidbenog lanca nalazi se u raspadajućem smeću.

Energija u prehrambenom lancu

Energija se prenosi između trofičkih razina kada se jedan organizam hrani i prima hranjive tvari od drugog. Međutim, to kretanje energije je neučinkovito, a ta neučinkovitost ograničava duljinu prehrambenih lanaca.

Kada energija uđe u trofičku razinu, dio nje se pohranjuje kao biomasa, kao dio tijela organizama. Ova energija je dostupna za sljedeću trofičku razinu. Tipično, samo oko 10% energije koja je pohranjena kao biomasa na jednoj trofičkoj razini pohranjuje se kao biomasa na sljedećoj razini.

Ovo načelo djelomičnog prijenosa energije ograničava duljinu prehrambenih lanaca, koji obično imaju 3-6 razina.

Na svakoj razini energija se gubi u obliku topline, kao iu obliku otpada i mrtve tvari koju razlagači koriste.

Zašto toliko energije napušta hranidbenu mrežu između jedne trofičke razine i sljedeće? Evo nekih od glavnih razloga za neučinkovit prijenos energije:

• Na svakoj trofičkoj razini značajan dio energije rasipa se kao toplina dok organizmi obavljaju stanično disanje i kreću se u svakodnevnom životu.
• Neke organske molekule kojima se organizmi hrane ne mogu se probaviti i izlučuju se kao izmet.
• Neće sve pojedinačne organizme na trofičkoj razini pojesti organizmi sa sljedeće razine. Umjesto toga, umiru a da nisu pojedeni.
• Izmet i nepojedeni mrtvi organizmi postaju hrana razlagačima koji ih metaboliziraju i pretvaraju u svoju energiju.

Dakle, ništa od energije zapravo ne nestaje - sve na kraju proizvodi toplinu.

Značenje hranidbenog lanca

1. Studije hranidbenog lanca pomažu u razumijevanju odnosa hranjenja i interakcija između organizama u bilo kojem ekosustavu.

2. Zahvaljujući njima, moguće je procijeniti mehanizam protoka energije i kruženje tvari u ekosustavu, kao i razumjeti kretanje otrovnih tvari u ekosustavu.

3. Proučavanje prehrambenog lanca daje uvid u pitanja biomagnifikacije.

U bilo kojem prehrambenom lancu energija se gubi svaki put kada jedan organizam konzumira drugi. Zbog toga bi trebalo biti mnogo više biljaka nego biljojeda. Postoji više autotrofa nego heterotrofa, pa su većina njih biljojedi, a ne mesojedi. Iako postoji intenzivno natjecanje između životinja, sve su one međusobno povezane. Kada jedna vrsta izumre, to može utjecati na mnoge druge vrste i imati nepredvidive posljedice.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Energija Sunca ima veliku ulogu u reprodukciji života. Količina te energije je vrlo velika (približno 55 kcal po 1 cm 2 godišnje). Od ove količine, proizvođači - zelene biljke - ne bilježe više od 1-2% energije kao rezultat fotosinteze, a pustinje i ocean - stotinke postotka.

Broj karika u hranidbenom lancu može varirati, ali obično ih ima 3-4 (rjeđe 5). Činjenica je da do završne karike hranidbenog lanca dolazi tako malo energije da neće biti dovoljno ako se broj organizama poveća.

Riža. 1. Lanci ishrane u kopnenom ekosustavu

Skup organizama ujedinjenih jednom vrstom prehrane i koji zauzimaju određeni položaj u hranidbenom lancu naziva se trofičkoj razini. Organizmi koji dobivaju energiju od Sunca kroz isti broj koraka pripadaju istoj trofičkoj razini.

Najjednostavniji hranidbeni lanac (ili hranidbeni lanac) može se sastojati od fitoplanktona, nakon čega slijede veći biljojedi planktonski rakovi (zooplankton), a završava s kitom (ili malim grabežljivcima) koji te rakove filtrira iz vode.

Priroda je složena. Svi njegovi elementi, živi i neživi, ​​jedna su cjelina, sklop međusobno povezanih i međusobno povezanih pojava i bića prilagođenih jedno drugome. To su karike jednog lanca. A ako uklonite barem jednu takvu kariku iz cjelokupnog lanca, rezultati mogu biti neočekivani.

Prekidanje hranidbenih lanaca može imati posebno negativan učinak na šume — bilo da se radi o šumskim biocenozama umjerenog pojasa ili biocenozama koje karakterizira bogata raznolikost vrsta tropska šuma. Mnoge vrste drveća, grmlja ili zeljastih biljaka oslanjaju se na određene oprašivače - pčele, ose, leptire ili kolibriće - koji žive unutar raspona biljne vrste. Čim posljednji umre Cvjetajuće drvo ili zeljastu biljku, oprašivač će biti prisiljen napustiti ovo stanište. Kao rezultat toga, fitofagi (biljojjedi) koji se hrane ovim biljkama ili plodovima drveća će umrijeti. Predatori koji su lovili fitofage ostat će bez hrane, a zatim će promjene sukcesivno utjecati na preostale karike hranidbenog lanca. Kao rezultat toga, oni će utjecati na ljude, budući da imaju svoje specifično mjesto u hranidbenom lancu.

Lanci ishrane mogu se podijeliti u dvije glavne vrste: ispašu i detrital. Cijene hrane koje počinju s autotrofnim fotosintetskim organizmima nazivaju se pašnjak, ili lanci jedenja. Na vrhu lanca pašnjaka nalaze se zelene biljke. Na drugoj razini pašnjačkog lanca obično se nalaze fitofagi, tj. životinje koje jedu biljke. Primjer hranidbenog lanca travnjaka su odnosi između organizama na poplavnoj livadi. Takav lanac počinje livadskom cvjetnicom. Sljedeća karika je leptir koji se hrani nektarom cvijeta. Zatim dolazi stanovnik vlažnih staništa – žaba. Njezina zaštitna boja omogućuje joj da lovi svoj plijen u zasjedi, ali ga ne spašava od drugog grabežljivca – obične zmije. Čaplja, uhvativši zmiju, zatvara hranidbeni lanac na poplavnoj livadi.

Ako hranidbeni lanac počinje mrtvim biljnim ostacima, lešinama i životinjskim izmetom – detritusom, tzv. detritan, ili lanac razgradnje. Izraz "detritus" znači proizvod raspadanja. Posuđen je iz geologije, gdje se detritus odnosi na proizvode uništenja stijene. U ekologiji, detritus je organska tvar uključena u proces razgradnje. Takvi lanci tipični su za zajednice na dnu dubokih jezera i oceana, gdje se mnogi organizmi hrane sedimentacijom detritusa koju stvaraju mrtvi organizmi iz gornjih osvijetljenih slojeva rezervoara.

U šumskim biocenozama detritski lanac počinje razgradnjom mrtve organske tvari od strane saprofagnih životinja. Ovdje najaktivnije sudjeluju u razgradnji organske tvari beskralježnjaci tla (člankonošci, crvi) i mikroorganizmi. Tu su i veliki saprofagi – kukci koji pripremaju supstrat za organizme koji provode procese mineralizacije (za bakterije i gljivice).

Za razliku od lanca pašnjaka, veličina organizama kada se kreću duž lanca detritusa ne povećava se, već se, naprotiv, smanjuje. Dakle, na drugoj razini mogu biti insekti kopači grobova. Ali najtipičniji predstavnici detritičnog lanca su gljive i mikroorganizmi koji se hrane mrtvom tvari i dovršavaju proces razgradnje bioorganskih tvari do stanja jednostavnih mineralnih i organskih tvari, koje zatim u otopljenom obliku konzumira korijenje zelenih biljaka na vrh lanca pašnjaka, čime započinje novi krug kretanja tvari.

Nekim ekosustavima dominiraju pašnjaci, dok drugima dominiraju lanci detritusa. Na primjer, šuma se smatra ekosustavom kojim dominiraju lanci detritusa. U ekosustavu trulog panja uopće nema lanca ispaše. Istodobno, primjerice, u površinskim ekosustavima mora gotovo sve proizvođače predstavljene fitoplanktonom pojedu životinje, a njihovi leševi tonu na dno, tj. napustiti objavljeni ekosustav. U takvim ekosustavima dominira ispaša ili hranidbeni lanac ispaše.

Opće pravilo u vezi bilo kojeg lanac ishrane, navodi: na svakoj trofičkoj razini zajednice većina Energija apsorbirana iz hrane troši se na održavanje života, rasipa se i drugi organizmi je više ne mogu koristiti. Dakle, hrana koja se konzumira na svakoj trofičkoj razini nije potpuno asimilirana. Značajan dio se troši na metabolizam. Kako prelazimo na svaku sljedeću kariku u hranidbenom lancu, ukupna količina iskoristive energije koja se prenosi na sljedeću višu trofičku razinu se smanjuje.