Какой организм в пищевой цепи будет потребителем второго порядка
Распределите организмы по их положению в пищевой цепи. В каждую ячейку запишите название одного из предложенных организмов. Перечень организмов: кузнечики, растения, змеи, лягушки, орёл.
Продуценты — организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических. В данной цепи — это растения.
Консументы первого порядка — растительноядные гетеротрофы (травоядные животные), питаются непосредственно продуцентами биомассы — кузнечики.
Консументы второго порядка — хищные гетеротрофы, питаются консументами первого порядка — лягушки.
Консументы третьего порядка — хищные гетеротрофы (крупные хищники, паразиты хищников), питаются консументами второго порядка — змеи, затем орёл.
Ответ: растения → кузнечики → лягушки→ змеи → орёл.
Распределите организмы по их положению в пищевой цепи. В каждую ячейку запишите название одного из предложенных организмов.
: бактерии, зерна пшеницы, мышь−полёвка, уж, сокол−сапсан
Цепью питания, или пищевой (трофической) цепью называется цепь, состоящая из нескольких видов организмов, где один из них служит пищей для второго. Различные уровни питания в экологической системе называются трофическими уровнями.
Первое звено пищевой цепи представлено автотрофными растениями (продуцентами). В процессе фотосинтеза они превращают солнечную энергию в энергию химических связей. К продуцентам можно отнести также хемосинтезирующие организмы.
Второе звено образуется травоядными (первичные потребители) и плотоядными (вторичные потребители) животными, или консументами. Второе звено считается гетеротрофными организмами.
Третье звено пищевой цепи составляют микроорганизмы, которые расщепляют органические вещества до минеральных веществ (редуценты). Третье звено также является гетеротрофными организмами.
Ответ: Зерна пшеницы→мышь−полевка→уж→сокол−сапсан→бактерии
Типы и уровни пищевых цепей, примеры и биологическое значение трофических связей
Трофическая цепь — биологический термин, обозначающий род взаимоотношений между организмами, а именно — отношения потребитель-пища. Словом, последовательность поедания одних созданий другими — это и есть пищевая цепь (пример: трава-косуля-волк). Такая последовательность может включать в себя от 2 до 5 ступеней, или уровней, при этом каждый следующий представитель ниши поедает нижестоящего. Анализируемый процесс способствует естественному круговороту веществ в природе и поддерживает баланс всех природных экосистем.
Что такое пищевая цепь
Это процесс, обеспечивающий перенос или обмен энергией и веществами, позволяющий последним циркулировать в биосфере. При этом энергетические потери составляют больше 80 % — они выделяются в виде тепла. Цепь имеет линейную структуру (вариант — экологическая пирамида), составляется из нескольких звеньев. Они в свою очередь могут состоять из одной или нескольких групп живых существ, служащих пищей для вышерасположенных ярусов.
Структуру построения экологической пирамиды, чью основу представляет собой вышеописанная теория, графически представил в 1920-х гг. британский зоолог Ч. Элтон: на ней продемонстрированы также в зависимости от типа разность в биомассе, популяции и передаваемой энергии различных уровней пирамиды.
Правило пирамиды гласит: чем выше ярус, тем меньше биомасса и популяция относящихся к нему организмов.
Субъекты трофической цепи разделяются на три вида в зависимости от играемой в ней роли: продуценты, консументы и редуценты. Все они объединены в природе множеством трофических связей. Более сложные схемы пищевых взаимоотношений на разных уровнях складываются в своеобразные трофические сети.
Продуценты
На нижней ступени стоят продуценты, или автотрофы, — организмы, производящие употребляемые ими в пищу органические вещества, синтезируя их из простых молекул. Они производят самое большое количество энергии по сравнению с другими нишами, питая всю цепочку.
В мире существует две разновидности автотрофов в зависимости от способа, которым они синтезируют питательные соединения:
Продуценты — основа всего живого на Земле. Без них не обходится ни одна линия питания, второе их наименование — производители.
Консументы
Консументы — это уже потребительская ступень питания. Гетеротрофы, как еще называют эту группу, не способны самостоятельно производить пищу.
Обмен веществ в их организмах происходит за счет поглощения продуцентов или побочных продуктов их жизнедеятельности.
Консументы делятся на порядки, их число доходит в разных вариантах пирамиды до четырех.
Порядок зависит от того, представителей какого уровня поедает животное:
В морской экосистеме консументы — основная часть цепи питания, они поглощают около 70—80 % всей имеющейся биомассы (речь идет преимущественно о планктоне).
Редуценты
Данные организмы (называемые также деструкторами, сапрофагами), перерабатывающие отмершие органические останки животных и растений, замыкают круговорот веществ, возвращая минералы и неорганические соединения для синтеза продуцентам.
Они запускают процесс разложения органики.
Само название «редуцент» означает «возвращающий», а «деструктор» — «разрушающий».
Эти создания, как правило, отличаются крохотными размерами, за исключением крупных падальщиков (редуцентов второго порядка), не оставляют отходов жизнедеятельности (экскрементов). К ним относятся часть бактерий, грибов и насекомых (жук-навозник, дождевой червь). Сапрофагов называют «санитарами» экосистем, поскольку они способствуют очищению окружающей среды от гнили и отравляющих веществ, поедая остатки разлагающихся организмов.
Биологи выделяют два основных типа пищевых цепочек: пастбищную и детритную.
Первая (выедание) — наиболее распространенная, она базируется на автотрофах, потребляющих солнечную энергию. Именно продуценты являются основной составляющей таких цепочек. Еще одной характерной чертой выедания является обилие консументов первого разряда, употребляющих в пищу зеленую растительность, а также несколько уровней хищных гетеротрофов.
Особенно сложными представляются подобные схемы в океанах, где на более чем половину видов рыб находится рыба побольше, поглощающая все, что меньше размером.
Более редкий трофический тип — детритный, называют разложением.
Этот тип обычно встречается в лесах. Он отличается не прямым поеданием автотрофов, а после их медленного отмирания и разложения при участии редуцентов.
Открывается такая цепь органическими останками, вторая ступень — преобразовывающие их микроорганизмы, третий и четвертый уровень — так называемые детритофаги (например, птицы: утки, гуси, воробьи), затем — поедающие последних хищники (куница, ласка).
Уровни
Трофическая цепь может состоять из разного количества звеньев (уровней). Каждый из них означает особое место, занимаемое тем или иным живым существом в этой линейке. Пять уровней — самый длинный вариант построения такой последовательности.
Стоит отметить, что человек также входит в эту систему, при этом может принадлежать к совершенно различным звеньям. Несмотря на это, именно homo sapiens с течением эволюции стал называть себя вершиной трофической пирамиды, поскольку он способен, если не физически, то при помощи созданных им орудий и технологий одолеть любое дикое животное.
Энергия
Самой важной задачей функционирования пирамид питания является энергообмен между организмами в природе. При этом неизбежны огромные потери энергии, поскольку производится она лишь на первом этапе, а дальше только поглощается. При каждом поглощении изрядная часть ее (90 % — по правилу Линдемана) испаряется, отдавая тепло, а оставшееся обеспечивает жизнедеятельность каждого нового поглотителя. Как правило, эти последовательности фиксируют энергопоглощение за определенный период времени.
Наглядно описываемый процесс демонстрирует пирамида энергетических потоков. Пирамида данного вида – это оригинальная графическая модель, на которой отображается количество энергии, заключенной в каждом звене трофического уровня системы питания в определенной экосистеме. С повышением ступени показатели снижаются. Такой тип пирамид наиболее точно передает представление об организации природных сообществ, функции каждого их элемента, поскольку показывает скорость, с которой биомасса пищи проходит сквозь линейную систему питания в природе.
Примеры
В лиственных лесах
Здесь чаще всего встречается детритный трофический тип, известная часть энергообмена происходит за счет переработки микробактериями лесной подстилки.
Обычная цепь питания в широколиственных лесах составлена из трех-четырех ниш:
Чем богаче видовое разнообразие в природной зоне, тем сложнее будут трофические пирамиды, обнаруженные на ее территории.
В смешанных лесах
Эта зона отличается широким ареалом обитания множества разновидностей живых существ.
Напоследок стоит отметить, что наличие в пищевой сети бактерий-сапрофагов — обычное явление для практически любого типа трофических связей в упомянутых экосистемах.
В хвойных лесах
Такие леса встречаются большей частью в природной зоне тайги и тундры.
Трофические связи здесь похожи на предыдущие:
Кроме того, в такой экосистеме распространены именно детритные последовательности, поскольку процесс гниения животных и растительных останков крайне важен для нормальной жизнедеятельности лесов.
Биологическое значение
Составление цепей питания помогает контролировать численность каждой из популяций во множестве существующих экосистем. По этим линейным изображениям ученым-биологам и экологам удобно отслеживать изменения в видовом многообразии той или иной зоны, просчитывать характер и степень влияния на виды тех или иных факторов: загрязнения, урбанизации, подселения новых пород, смена климата, экологические проблемы.
Достаточно наглядно показывают трофические пирамиды превосходство одной популяции над другой, их взаимоотношения, когда резкое увеличение одного вида ведет к сокращению другого. Таким образом, изучение пищевых взаимосвязей в природе при помощи трофических цепей способствует контролю над состоянием экологии и защите уязвимых разновидностей животных, грибов и растений, поддержанию естественного баланса в биосфере.
Видео
В заключение — видео с подробным описанием понятия пищевой цепи.
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:
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.
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, 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).
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:
Итак, ни одна из энергий на самом деле не исчезает – все это в конечном итоге приводит к выделению тепла.
Значение пищевой цепи
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.
Урок Бесплатно Пищевые цепи. Взаимосвязь компонентов биоценоза
Как вы помните из предыдущего урока: основа биогеоценоза- это трофические и энергетические связи.
Круговорот веществ и передача энергии в биогеоценозе осуществляется по пищевым (трофическим) цепям.
Цепи питания- это последовательность организмов, в которой каждый предыдущий служит пищей последующему.
Цепи питания и трофические уровни
Выделяют два типа цепей питания: пастбищную и детритную.
Пастбищная цепь питания, которую также называют цепью выедания, начинается с растений (то есть продуцентов органического вещества), затем переходит к растительноядным животным и затем к хищникам.
На каждом этапе разложения органики через редуцентов происходит упрощение состава вещества: от сложной органики до минеральных веществ, которые в свою очередь являются строительным материалом для продуцентов пастбищной цепи.
Таким образом происходит круговорот вещества в экосистемах.
Вещество внутри экосистемы осуществляет свой круговорот без потерь: то что не потребляют консументы (хищники), попадает через детрит к редуцентам и далее возвращается к продуцентам (растениям) или консументам.
Каждое звено как пастбищной, так и детритной цепи является отдельным трофическим уровнем, а значит, организмы, получающие пищу через равное число звеньев трофической цепи, состоят на одном трофическом уровне и принадлежат к одному типу питания.
Рассмотрим трофические уровни на примере пастбищной цепи.
При этом питание каждого организма разнообразно, то есть он может принадлежать к разным пищевым цепочкам и занимать в них различные трофические уровни.
В результате чего трофические цепи переплетаются между собой, образуя таким образом трофические сети.
Трофические сети устойчивы благодаря тому, что звенья входящих в них цепей питания взаимозаменяемы.
При выпадении одного звена пищевой цепи не происходит гибель всего биогеоценоза, а осуществляется замена выпавшего звена организмами со схожими экологическими характеристиками.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Поток энергии
В каждой трофической цепи образуются закономерности, обусловленные эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания.
Солнечная энергия, запасенная продуцентами, переходит с одного трофического уровня на другой.
При этом значительная часть пищи организмами не усваивается, а та, что усваивается, расходуется на жизнедеятельность или рассеивается в виде тепла.
На каждом последующем трофическом уровне организмы способны использовать для построения собственного тела лишь 5-10% энергии, запасенной в биомассе предшествующего трофического уровня.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
В среднем с одного трофического уровня на другой от растений к растительноядным животным в экосистеме передается около 10% энергии заключенной в органических веществах, а от животным к животным около 20% энергии.
Эти различия связаны с тем, что растительная пища содержит большое количество трудноперевариваемой клетчатки, и соответственно, растительноядные животные менее эффективно усваивают пищу, нежели плотоядные.
Следовательно, количество биомассы на каждом уровне уменьшается и трофические цепи могут состоять не более чем из 3-6 трофических уровней.
К последнему трофическому уровню энергия, накопленная продуцентами практически иссякает, поэтому круговорота энергии в экосистеме не происходит.
Обычно представляют динамику прохождения энергии и вещества через трофические цепи в виде экологических пирамид: энергии, чисел и биомассы.
Основанием пирамид служит первый трофический уровень, а последующие уровни образуют этажи и вершину.
Пирамида чисел отражает число особей на каждом уровне пищевой цепи (в некоторых случаях может оказаться перевернутой, например, когда более мелкие хищники живут групповой охотой на более крупных животных).
Пирамида биомассы отражает количественное соотношение биомассы на каждом уровне.
Пирамида энергии покаывает количество энергии на каждом уровне (даёт наиболее полное представление об организации сообществ).
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Саморегуляция и изменчивость биогеоценозов
Биогеоценозы существуют на определенной территории земной поверхности и способны выдерживать изменения, вносимые их компонентами.
Процесс саморегуляции проявляется в том, что все виды существуют совместно, не уничтожая полностью друг друга, но ограничивая численность каждого вида до определенного уровня.
Например, если численность какого-то вида резко возрастет, то обязательно найдутся потребители этого ресурса, чья численность впоследствии также возрастет, уменьшив при этом излишки изначального ресурса.
Или, наоборот, когда возникает дефицит какого-либо ресурса, то снижается выживаемость его потребителей, и численность их популяций устанавливается на новом уровне.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
В зависимости от длительности существования избыточного ресурса в биогеоценозе последовательно включаются различные способы саморегуляции.
Первыми срабатывают механизмы адаптивного поведения: перестройка специализированного потребителя на запасание излишков и переключение неспециализированных потребителей на избыточный ресурс.
Затем включаются экологические механизмы: скопление кочующих потребителей и размножение местных.
Позднее можно ожидать вселение видов из удалённых сообществ в результате расширения их ареала обитания.
В итоге естественный отбор приводит к усилению эффективности каждого способа использования избыточного ресурса всеми потребителями путём углубления их адаптации.
Хотя биогеоценозы- это саморегулирующиеся системы, устойчивое состояние в них никогда полностью не достигается.
Изменения в биогеоценозе в основном проявляются в:
Изменение численности видов
Численность популяции зависит от соотношения рождающихся и погибающих особей.
Оба этих показателя зависят от многих экологических факторов, действующих разнонаправленно, то есть численность популяции постоянно колеблется.
Например, повышение рождаемости приводит одновременно и к повышению численности и к снижению гибели.
Снижение численности после ее вспышки происходит после истощения пищевых ресурсов.
Значительные колебания численности наблюдаются в наиболее простых экологических системах.
В тропических лесах таких колебаний численности не наблюдается, так как все экологические ниши заняты и вспышки численности не происходит.
Смены биогеоценозов
Закономерный процесс смены одного биогеоценоза другим называют сукцессией.
Обычно в природе процесс сукцессии длится тысячи лет, но в отдельных случаях (например, после пожаров) смена биогеоценозов идёт быстро.
Различают первичную и вторичную сукцессии.
Например, на голых скалах поселяются лишайники, которые образуют в процессе своей жизнедеятельности почвенный слой, на котором могут поселяться мхи вместе с мелкими беспозвоночными животными. Далее возможно заселение почвы травянистыми растениями, увеличение состава и численности почвенных беспозвоночных животных. Вследствие увеличения массы перегноя и влажности постепенно образуются луга и степи, заселяемые различными позвоночными животными.
Большинство вторичных сукцессий вызваны деятельностью человека: пожар, наводнение, вырубка лесов, поэтому их обычно называют антропогенными сукцессиями.
В таких местах сохраняются почвенные и другие жизненные ресурсы, поэтому такие сукцессии происходят значительно быстрее.
По мере развития экосистемы число составляющих ее видов растет, а связи между ними становятся все более сложными и разветвленными.
Это приводит к более полному использованию ресурсов среды и к устойчивости биогеоценоза.
При отсутствии нарушений сукцессия завершается образованием зрелого сообщества.
Пример антропогенной сукцессии: после вырубки леса на освободившейся территории вначале могут поселиться только травянистые растения (иван-чай, вейник).
Затем на смену им приходят деревья, чьи семена легко распространяются ветром (березы, осины). В результате создаются условия для произрастания теневыносливой ели, а травянистому сообществу перекрывается доступ к солнечному свету.
В конечном счёте ели, конкурируя за ресурсы с остальными деревьями становятся доминирующим видом, достигают верхнего светового яруса и вытесняют все остальные светолюбивые растения.
Таким образом, в результате сукцессий возникает всё биологическое разнообразие природных сообществ: незрелых, находящихся на различных стадиях развития и зрелых.
Заключительный тест
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
