Пищевая цепь — определение, типы, значение, трофические уровни и схемы
Каждый организм должен получать энергию для жизни. Например, растения потребляют энергию солнца, животные питаются растениями, а некоторые животные питаются другими животными.
Что такое пищевая цепь?
Пищевая (трофическая) цепь – это последовательность того, кто кого ест в биологическом сообществе (экосистеме) для получения питательных веществ и энергии, поддерживающих жизнедеятельность. При рассмотрении круговорота веществ в экосистеме необходимо учитывать три основные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты. Ниже вы сможете более подробно ознакомится с каждой из этих трех групп.
Автотрофы (продуценты)
Автотрофы – живые организмы, которые производят свою пищу, то есть собственные органические соединения, из простых молекул, таких как углекислый газ. Существует два основных типа автотрофов:
- Фотоавтотрофы (фотосинтезирующие организмы) такие, как растения, перерабатывают энергию солнечного света для получения органических соединений – сахаров – из углекислого газа в процессе фотосинтеза. Другими примерами фотоавтотрофов являются водоросли и цианобактерии.
- Хемоавтотрофы получают органические вещества благодаря химическим реакциям, в которых задействованы неорганические соединения (водород, сероводород, аммиак и т.д.). Этот процесс называется хемосинтезом.
Автотрофы являются основой каждой экосистемы на планете. Они составляют большинство пищевых цепей и сетей, а энергия, получаемая в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, поддерживает все остальные организмы экологических систем. Когда речь идет об их роли в пищевых цепях, автотрофы можно назвать продуцентами или производителями.
Гетеротрофы (консументы)
Гетеротрофы, также известные как потребители, не могут использовать солнечную или химическую энергию, для производства собственной пищи из углекислого газа. Вместо этого, гетеротрофы получают энергию, потребляя другие организмы или их побочные продукты.
Люди, животные, грибы и многие бактерии – гетеротрофы. Их роль в пищевых цепях заключается в потреблении других живых организмов. Существует множество видов гетеротрофов с разными экологическими ролями: от насекомых и растений до хищников и грибов.
Деструкторы (редуценты)
Следует упомянуть еще одну группу потребителей, хотя она не всегда фигурирует в схемах пищевых цепей. Эта группа состоит из редуцентов, организмов, которые перерабатываю мертвые органические вещества и отходы, превращаяя их в неорганические соединения.
Редуценты иногда считаются отдельным трофическим уровнем. Как группа, они питаются отмершими организмами, поступающими на различных трофических уровнях. (Например, они способны перерабатывать разлагающееся растительное вещество, тело недоеденной хищниками белки или останки умершего орла.) В определенном смысле, трофический уровень редуцентов проходит параллельно стандартной иерархии первичных, вторичных и третичных потребителей. Грибы и бактерии являются ключевыми редуцентами во многих экосистемах.
Редуценты, как часть пищевой цепи, играют важную роль в поддержании здоровой экосистемы, поскольку благодаря им, в почву возвращаются питательные вещества и влага, которые в дальнейшем используется продуцентами.
Уровни пищевой (трофической) цепи
Пищевая цепь представляет собой линейную последовательность организмов, которые передают питательные вещества и энергию начиная с продуцентов и к высшим хищникам.
Трофический уровень организма – это положение, которое он занимает в пищевой цепи.
Первый трофический уровень
Пищевая цепь начинается с автотрофного организма или продуцента, производящего собственную пищу из первичного источника энергии, как правило, солнечной или энергии гидротермальных источников срединно-океанических хребтов. Например, фотосинтезирующие растения, хемосинтезирующие бактерии и археи.
Второй трофический уровень
Далее следуют организмы, которые питаются автотрофами. Эти организмы называются растительноядными животными или первичными потребителями и потребляют зеленые растения. Примеры включают насекомых, зайцев, овец, гусениц и даже коров.
Третий трофический уровень
Следующим звеном в пищевой цепи являются животные, которые едят травоядных животных – их называют вторичными потребителями или плотоядными (хищными) животными (например, змея, которая питается зайцами или грызунами).
Четвертый трофический уровень
В свою очередь, этих животных едят более крупные хищники – третичные потребители (к примеру, сова ест змей).
Пятый трофический уровень
Третичных потребителей едят четвертичные потребители (например, ястреб ест сов).
Каждая пищевая цепь заканчивается высшим хищником или суперхищником – животным без естественных врагов (например, крокодил, белый медведь, акула и т.д.). Они являются “хозяевами” своих экосистем.
Когда какой-либо организм умирает, его в конце концов съедают детритофаги (такие, как гиены, стервятники, черви, крабы и т.д.), а остальная часть разлагается с помощью редуцентов (в основном, бактерий и грибов), и обмен энергией продолжается.
Стрелки в пищевой цепи показывают поток энергии, от солнца или гидротермальных источников до высших хищников. По мере того, как энергия перетекает из организма в организм, она теряется на каждом звене цепи. Совокупность многих пищевых цепей называется пищевой сетью.
Положение некоторых организмов в пищевой цепи может варьироваться, поскольку их рацион отличается. Например, когда медведь ест ягоды, он выступает как растительноядное животное. Когда он съедает грызуна, питающегося растениями, то становиться первичным хищником. Когда медведь ест лосося, то выступает суперхищником (это связано с тем, что лосось является первичным хищником, поскольку он питается селедкой, а она ест зоопланктон, который питается фитопланктоном, вырабатывающим собственную энергию благодаря солнечному свету). Подумайте о том, как меняется место людей в пищевой цепи, даже часто в течение одного приема пищи.
Типы пищевых цепей
В природе, как правило, выделяют два типа пищевых цепей:
Пастбищная пищевая цепь
Этот тип пищевой цепи начинается с живых зеленых растений, предназначенных для питания растительноядных животных, которыми питаются хищники. Экосистемы с таким типом цепи напрямую зависят от солнечной энергии.
Таким образом, пастбищный тип пищевой цепи зависит от автотрофного захвата энергии и перемещения ее по звеньям цепи. Большинство экосистем в природе следуют этому типу пищевой цепи.
Примеры пастбищной пищевой цепи:
Трава → Кузнечик → Птица → Ястреб;
Растения → Заяц → Лиса → Лев.
Детритная пищевая цепь
Этот тип пищевой цепи начинается с разлагающегося органического материала – детрита – который употребляют детритофаги. Затем, детритофагами питаются хищники. Таким образом, подобные пищевые цепи меньше зависят от прямой солнечной энергии, чем пастбищные. Главное для них – приток органических веществ, производимых в другой системе.
К примеру, такой тип пищевой цепи встречается в разлагающейся подстилке умеренного леса.
Энергия в пищевой цепи
Энергия переносится между трофическими уровнями, когда один организм питается другим и получает от него питательные вещества. Однако это движение энергии неэффективное, и эта неэффективность ограничивает протяженность пищевых цепей.
Когда энергия входит в трофический уровень, часть ее сохраняется как биомасса, как часть тела организмов. Эта энергия доступна для следующего трофического уровня. Как правило, только около 10% энергии, которая хранится в виде биомассы на одном трофическом уровне, сохраняется в виде биомассы на следующем уровне.
Этот принцип частичного переноса энергии ограничивает длину пищевых цепей, которые, как правило, имеют 3-6 уровней.
На каждом уровне, энергия теряется в виде тепла, а также в форме отходов и отмершей материи, которые используют редуценты.
Почему так много энергии выходит из пищевой сети между одним трофическим уровнем и другим? Вот несколько основных причин неэффективной передачи энергии:
- На каждом трофическом уровне значительная часть энергии рассеивается в виде тепла, поскольку организмы выполняют клеточное дыхание и передвигаются в повседневной жизни.
- Некоторые органические молекулы, которыми питаются организмы, не могут перевариваться и выходят в виде фекалий.
- Не все отдельные организмы в трофическом уровне будут съедены организмами со следующего уровня. Вместо этого, они умирают, не будучи съеденными.
- Кал и несъеденные мертвые организмы становятся пищей для редуцентов, которые их метаболизируют и преобразовывают в свою энергию.
Итак, ни одна из энергий на самом деле не исчезает – все это в конечном итоге приводит к выделению тепла.
Значение пищевой цепи
- Исследования пищевой цепи помогают понять кормовые отношения и взаимодействие между организмами в любой экосистеме.
- Благодаря им, есть возможность оценить механизм потока энергии и циркуляцию веществ в экосистеме, а также понять движение токсичных веществ в экосистеме.
- Изучение пищевой цепи позволяет понять проблемы биоусиления.
В любой пищевой цепи, энергия теряется каждый раз, когда один организм потребляется другим. В связи с этим, должно быть намного больше растений, чем растительноядных животных. Автотрофов существует больше, чем гетеротрофов, и поэтому большинство из них являются растительноядными, нежели хищниками. Хотя между животными существует острая конкуренция, все они взаимосвязаны. Когда один вид вымирает, это может воздействовать на множество других видов и иметь непредсказуемые последствия.
Источник
Составь 2-3 цепи питания которые формируются в почве
Ответ или решение 2
Для того, чтобы ответить на данный вопрос и правильно составить цепи питания нужно в первую очередь выяснить , что же из себя представляют цепи питания.
Что такое «цепь питания»
Цепь питания это главная взаимосвязь животных, растений, насекомых для снабжения себя пищей (или являясь пищей). Цепь питания или по-другому пищевая цепь представляет из себя последовательный ряд питающихся друг за другом организмов. То есть каждое существо питается другим существом и сам является едой для других организмов. Отсюда и название «цепь», то есть последовательно, один за другим, это замкнутая система. В цепи могут состоять микроорганизмы, грибы, насекомые, растения, животные. Между ними существует четкое распределение — один является пищей, другой потребителем. Цепи питания, как животных, так и человека, обычно начинаются с растений.
Цепи питания можно составить не только на и в почве, так же и в воде, на небе, в лесостепи и так далее. Может быть и такое, что происходит объединение разных ярусов, животных , живущих на этих ярусах и растущих растений на них. Например, насекомое, обитающее на почве является пищей для птицы, которая обитает в воздухе, в верхнем ярусе. То есть, не обязательно, чтобы цепь питания состояла из животных и растений только с одного яруса.
Пример цепей питания в почве
Выше мы выяснили, что же такое пищевая цепь. Для того, чтобы составить примеры пищевых цепей в почве, нужно выяснить, кто же является жителем почвы, кто же может участвовать в этих цепях.
- Во-первых, это черви, личинки, насекомые.
- Во-вторых, это различные микроорганизмы, перегнившие растения, корни деревьев и других растущих организмов.
- В-третьих, это животные, такие как крот, землеройка, медведка и тому подобные.
Зная жителей почвы, мы уже сможем составить цепи питания. Например:
- перегнившие остатки растений -> дождевые черви -> кроты -> ежи;
- корень растения -> личинка муравья -> землеройки;
- корень растения -> жук -> крот.
Таким образом, мы составили три примера пищевой цепи в почве. Можно составить еще много аналогичных примеров.
Почва — это особая среда обитания,которая характеризуется большей плотностью, меньшим количеством кислорода и небольшими скачками температуры. В ней так же встречается большое видовое многообразие как постоянных обитателей, так и временных. Между организмами возникают пищевые связи в виде цепей питания, где каждый предыдущий организм является пищей для последующего. Например:
1) опавшие листья — дождевой червь — крот;
2) корни растения — личика майского жука — крот;
Источник
Кто что ест: природные цепи питания (окружающий мир, 3 класс)
Пищевая цепочка состоит из нескольких звеньев и подразумевает взаимоотношения между ними. Звено — это живой организм. Одно приходится пищей для другого. Детская песенка «В траве сидел кузнечик» является ярким объяснением, кто что ест. Цепи питания на окружающем мире в 3 классе можно проследить на словах этой песни: кузнечик поел траву, а лягушка проглотила «кузнеца». Самое сильное звено, или хищник, всегда находится вверху пищевого ряда.
Типы пищевых цепочек
В природе чаще всего в цепи питания животных 3 звена. Но есть еще другие схемы, где звеньев больше. Вверху цепочки всегда стоят хищники. В самом ее конце находится суперхищник, у которого в дикой природе нет врагов. Им может быть, например, белая акула, бурый медведь или амурский тигр. Обычная схема цепи:
- Первое звено цепи — это растения или простейшие (одноклеточные организмы). Поглощают энергию солнечных лучей, разлагающиеся остатки в почве и полезные вещества, находящиеся в природе. Растениям или бактериям не нужно непосредственно кого-то есть.
- Второе звено — животные, которые питаются этими простейшими или микроорганизмами. В этом ряду находятся растительноядные: насекомые и грызуны, птицы и рыбы.
- Третье звено — хищники. Они поедают тех, кто питается растениями. Если мышь кормится зерном, то существует тот, кто охотится на нее: сова, куница или змея.
Связь флоры и фауны
Стандартный пример линии питания: растение — заяц — лиса. Заяц поедает кору деревьев, а лиса охотится на грызуна и питается им. Лису никто не ест, так как она рождается хищником и оказывается вверху ряда. Заметим, что представитель сильного звена, находится над всеми и поедает более слабого. Человек значится наивысшим звеном, он добывает животных в процессе охоты. Существует две модели цепи:
- Цепь поедания, или пастбищная. Начинается с зеленого или древесного растения, состоит из трех или пяти организмов. В процессе жизнедеятельности одни животные, небольшие по величине, поедают траву и листья деревьев, а другие питаются этими животными. Пример: овес — заяц — лисица.
- Цепь разложения. Начинается с мертвой органики. Звеньями становятся разлагающиеся продукты питания и организмы, их употребляющие. Пример: опавшая листва — дождевой червь — соловей — ястреб или сгнивший гриб — слизняк — лягушка — утка — волк.
В природе организмы тесно связаны друг с другом. Растения, грибы, животные и птицы живут в сообществе. Если хотя бы одно звено выпадет из схемы питания, — это становится угрозой для всех. Так как они просто не найдут себе пищу. Пример: подорожник — гусеница — крот — ястреб.
Казалось бы, намного приятнее жить без комаров, змей и лягушек. Но они представляются важными звеньями в линии питания. Без насекомых, земноводных и хищников нарушилось бы экологическое равновесие. Получается, все организмы одинаково важны и нужны.
Примеры моделей пищевых линий
Пищевая линия у насекомых имеет свои отличия. В такую последовательность включены два звена насекомых, когда привычных человеческому взгляду бабочку или тлю, поедают более массивные хищные насекомые — жужелица, стрекоза, паук. А уже большие по размеру крылатые становятся пищей для небольших по величине грызунов вроде мыши или зайца, или земноводных, таких как лягушки. Пример: ромашка — тля — стрекоза — ящерица — змея — цапля.
Модель питания у животных состоит из 3−5 звеньев. Теплокровные, которые питаются травой, семенами, листьями и корой деревьев называются растительноядными. Те, кто ест крылатых и шестиногих, называются насекомоядными. На добычу покрупнее охотится хищник, пример, волк и лиса — плотоядные. Пребывают в наличии и всеядные животные, — они едят растения и другие живые или мертвые организмы. Пример: орех — белка — норка — лиса.
Роли организмов в сообществе
Белка — растительноядная. Она собирает все виды грибов и накалывает их на ветки деревьев, чтобы подсыхали. Чтобы уберечься от зимней бескормицы, делает запасы в дупле: орехи и желуди.
Осенью барсук начинает готовиться к зимней спячке, — отъедается, набивая внутрь все, что попадется. Барсук — всеядный, он поглощает лесные ягоды и плоды, жуков и слизней. Ящерицы, лягушки и мыши тоже служат для него едой.
Лиса — хищник, живет в лесу и ест то, что поймает. Она охотится на мышей, иногда куропаток. Бегает за зайцами. Зимой подходит близко к людским поселениям и нападает на домашнюю птицу.
Описанные 3 цепи питания животных являются наиболее простыми.
Схемы потребления
Животных разделяют на группы по способам питания. Примеры таких групп:
- растительноядные — улитка, кузнечик, заяц, мышь;
- насекомоядные — стрекоза, жужелица, крот, лягушка;
- хищники — сова, лисица, волк, тигр;
- всеядные — барсук, медведь.
Пищевая модель в лесу отличается от других. Здесь распространены цепи разложения, ведь так восстанавливается флора и фауна. Растительность лесного массива бывает хвойной или лиственной. Насекомые поедают разлагающиеся остатки растений, грызуны питаются насекомыми, верх модели возглавляет хищник. Некоторые обитатели леса, такие как волк или медведь, становятся суперхищниками.
На уроках окружающего мира в 3 классе пример пищевой цепочки закрепляется тестами. Учащимся предлагается составить цепи самостоятельно из предложенных вариантов. Например:
- паук, грач, муха. Ответ: муха — паук — грач;
- ястреб, белка, гриб. Ответ: гриб — белка — ястреб;
- лиса, зерно, заяц. Ответ: зерно — заяц — лиса.
Пищевые структуры поддерживают удовлетворительное состояние сообщества. Они обеспечивают контроль над разнообразием и количеством организмов. Это благоприятствует балансу в природе. Цепи питания животных крайне важны, ведь при исчезновении одного звена, система размыкается и всем участникам угрожает вымирание. Небольшие по величине представители звена — грызуны или лягушки — смогут бесконтрольно размножаться, а большие по размеру вымрут из-за отсутствия еды. Поэтому важно следить за тем, кто что ест, за экологией леса и вымирающими видами.
Источник