Пастбищная цепь
Пастбищная цепь содержит три звена:
- продуценты– автотрофные организмы, самостоятельно синтезирующие энергию;
- консументы– гетеротрофные организмы, потребляющие готовые органические вещества путём поедания продуцентов или консументов низшего порядка;
- редуценты – сапротрофы, питающиеся остатками органических веществ – детритом.
Рис. 1. Звенья пастбищной цепи.
Пастбищные цепочки характерны для лугов, лесов, озёр, морей. Цепи водных экосистем более длинные, чем наземные, и могут включать 6-7 звеньев.
Пастбищная цепь всегда начинается с продуцентов – фотосинтезирующих растений. Продуцентами наземной цепи являются цветковые растения, папоротники, мхи, водной – фитопланктон и многоклеточные водоросли.
К консументам относятся организмы трёх видов:
- травоядные – непосредственно потребляют продуценты и являются консументами первого порядка;
- хищники– питаются травоядными и хищными организмами, т.е. являются консументами второго и последующего порядка;
- падальщики– потребляют трупы травоядных и хищных организмов, обычно являются консументами последнего порядка.
Рис. 2. Различные консументы.
К редуцентам относятся одноклеточные и многоклеточные организмы, которые используют отмершие организмы (продуценты и консументы) в качестве питательной среды. Разлагающиеся с помощью одноклеточных организмов органические останки называются детритом. В результате разложения образуются неорганические вещества, которые потребляют растения. Здесь цепь замыкается.
Жизнь консументов и продуцентов в пастбищной цепи напрямую зависит от продуцентов. При недостатке света сначала погибают растения, затем – травоядные животные и далее по пищевой цепи. Именно гибель фитопланктона из-за невозможности фотосинтезировать (поднявшаяся в атмосферу сажа перекрыла доступ солнечного света) способствовала массовому вымиранию в меловом периоде более 60 миллионов лет назад.
Примеры
Несколько примеров пастбищной пищевой цепи:
- полевая: цветковые растения – насекомые-опылители – ящерица – хищная птица;
- луговая: трава – заяц – лисица;
- лесная: древесина – жуки-короеды – дятел – сова;
- речная: фитопланктон – дафния – плотва – окунь – щука – выдра;
- морская: фитопланктон – циклоп – килька – кайра.
Рис. 3. Примеры пастбищной цепи.
При переходе с одного трофического уровня на другой размер и масса особей увеличивается, а плотность популяции уменьшается. Например, полёвки, питающиеся травой, меньше, но многочисленнее, чем лисицы, поедающие полёвок.
Что мы узнали?
Один из видов трофической пищевой цепи – пастбищная цепь. Началом цепочки являются автотрофные организмы – фитопланктон, многоклеточные водоросли, наземные зелёные растения. Консументами первого порядка являются травоядные животные. Второй и последующие порядки занимают хищные животные, превышающие по размеру предыдущие уровни. Замыкают цепь редуценты – сапрофиты, питающиеся органическими останками.
Существует 2 основных типа трофических цепей — пастбищные и детритные.
В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном) , потом хищники (консументы) 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон) , хищники 2-го порядка (например, щука, питающаяся другими рыбами) . Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.
В детритных трофических цепях (цепи разложения) , наиболее распространенных в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита (органических останков) , идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоемах и на больших глубинах океана) часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.
О пастбищной цепи
Пастбищные пищевые цепи начинаются с организмов, жизнедеятельность которых поддерживает фотосинтез или реакций окисления неорганических соединений. По-другому их называют цепи выедания. Их примером может стать взаимодействие обитателей луга. Оно начинается с растения, которое улавливает энергию солнца и трансформирует ее в органические вещества. Бабочка берет нектар цветка растения. Это второе звено в цепи. Хищная стрекоза ловит бабочку, стрекозу — лягушка, которая прячется в траве. Уж поглощает амфибию, но сам становится добычей птицы, пролетающей мимо.
Цепь, которая идет от растения через бабочку, указывает направление движения органических веществ и энергии. Ее организация в океанах и морях ступенчатая, поскольку водоросли живут только на глубине проникновения света (до 200 м). Это вынуждает гетеротрофов, обитающих в глубинах, ночью подниматься на поверхность за едой. Утром они вновь опускаются на дно, преодолевая каждый день расстояние не менее 1000 м.
Гетеротрофы, обитающие в более глубоких слоях, дожидаются утра. Они поднимаются вверх, чтобы утолить голод за счет организмов, которые в это время опустились с поверхности вод. В этой связи некоторые ученые предлагают рассматривать толщу вод как единый биогеоценоз. Другие настаивают на том, что она устроена слишком сложно. Условия обитания у поверхности и на глубине различны, в связи с чем важно рассматривать экосистемы раздельно.
Основные участники
У пищевой цепочки подобного типа есть несколько звеньев. В них состоят растительные, животные организмы и бактерии. Участников можно разделить на такие группы:
- продуценты — организмы, способные самостоятельно генерировать энергию для жизнедеятельности, или автотрофы;
- консументы — организмы с пищеварительным трактом, которые существуют благодаря поеданию консументов или организмов, подобных себе, но низшего уровня (например, сова питается мышами);
- редуценты — микроорганизмы, пищей которым служат остатки органических соединений (детрит).
Чтобы правильно составить пастбищную пищевую цепь, следует знать детали местности и особенности региона обитания ее участников. Это леса, луга, озера и моря. Водные пищевые цепи питания более длинные, могут отличаться значительным количеством звеньев (5−7 и более). Первым звеном идут растения. Не начальным пищевым звеном являются растительноядные животные и бактерии, которые активны после гибели живых организмов.
Удаленность организма пищевой цепи от продуцентов называют пищевым (трофическим) уровнем. Организмы, которые получают энергию солнца через одинаковое количество ступеней в цепочке, принадлежат одному уровню:
- на первой ступени находятся зеленые растения, которые могут сами изготовить себе питание благодаря солнцу;
- на второй — травоядные животные;
- на третьей — хищники, которые поедают травоядных;
- на четвертой — вторичные хищники.
Организмы могут занимать любой из уровней в цепи. Все зависит от того, какие источники пополнения энергетических запасов используют.
Начальное звено
Начинаются пастбищные цепи всегда с продуцентов. Это растительные живые организмы, которые по характеру питания разделяются на автотрофов и хемотрофов. Каждый из этих типов функционирует по-своему:
- Автотрофы. Улавливают солнечное излучение с длиной волны 380−710 нм. На земле это цветковые растения, хвойные, мхи, другие организмы, в клеточных структурах которых есть хлоропласты. В воде можно указать на зеленые водоросли, фитопланктон. К фотосинтезу способны некоторые бактерии, использующие пигмент бактерио-хлодан. Однако в результате деятельности они не выделяют кислород. Основные вещества, необходимые автотрофам для фотосинтеза — углекислый газ, вода, азот, фосфор, калий и другие микроэлементы.
- Хемотрофы. Микроскопические вещества, которые при попадании в комфортную среду начинают постепенно окислять органические и неорганические соединения. В результате окислительно-восстановительных процессов выделяется энергия. Возможны следующие реакции: аэробные (в присутствии кислорода) и анаэробные (без него). Известно несколько тысяч видов подобных организмов и ежегодно открываются новые.
Суммарная масса продуцентов на планете — 95% от всех живых организмов. Ежегодно на Земле они вырабатывают до 100 млрд т органических веществ, которые можно употреблять в свежем виде, тереть, сушить, заготавливать на зиму. За этот же промежуток времени примерно столько же вещества окисляется, трансформируясь в углекислоту и воду.
Продолжение цепочки
Консументы представлены тремя видами живых организмов. Каждый из них занимает свое место в пищевой цепи. По характеру питания можно установить таких участников:
- Консументы 1 порядка — травоядные (фитофаги). Потребляют продуценты — коренья, плоды, траву, нектар, семена. Это большинство насекомых, зайцы, бобры, хомяки, ламантины, беспозвоночные, сухопутные черепахи и другие организмы.
- Консументы 2 порядка — хищники (поедающие фитофагов). Питаются травоядными существами. Среди них — волки, рыси, лисы, медведи, акулы, соколы, ястребы.
- Консументы 3 порядка — падальщики (питанием им служат хищники). Наиболее известные паразитические представители — шакалы, еноты, грифы, жуки-могильщики, пираньи, термиты, гиены.
Финальная группа
Представлена редуцентами — одноклеточными или многоклеточными, питательной средой для которых являются отмершие организмы (растения и животные). Разлагаемые с помощью одноклеточных структур останки носят название детрит. После процесса разложения его употребляют растения и пастбищная цепочка питания в биоценозе замыкается.
В системе взаимодействия всех составляющих цепи главная роль отводится продуцентам. Недостаток света, воды, минералов ведет к гибели растений. Это вызывает жесткую конкуренцию за выжившие виды трав и кустарников, а при их вымирании — постепенное снижение популяции травоядных и хищников. В определенный момент не остается пищи для редуцентов.
О том, какое значение имеют растения на Земле, указывают многочисленные исторические факты. Например, 60 миллионов лет назад, во время Великой меловой катастрофы, внезапно вымерло много видов рептилий и растений. Вместе с ними остались в истории мозазавры, плезиозавры (обитатели морей) и множество моллюсков. Причиной этому послужило отсутствие солнечного света (Землю покрыло облако пыли), из-за чего вымер фитопланктон — первое звено в древней пищевой цепи.
Примеры правильного составления
Ознакомившись со структурой и характеристикой участников, можно дополнить знания примерами пастбищной цепи. При этом важно учитывать характер экосистемы, определить соответствующие признаки и условия проживания ее обитателей. Наглядные примеры пастбищной цепи питания:
- Полевая. Цветок (клевер) — опылитель (бабочка) — ящерица — птица (сокол).
- Луговая. Трава — заяц — лиса — волк. Сок растения — тля — божья коровка — паук — жаба — еж — лиса.
- Морская. Планктон — циклопы — килька — кайра — человек.
- Речная. Фитопланктон — рачки дафнии — плотва — окуни — щука — выдра.
- Лесная. Кора дерева — жуки-короеды — дятлы — совы — ястребы.
Составляя схемы участников, следует учитывать их образ жизни, масштабы местности и способы питания. При этом наблюдается закономерность — при переходе на более высокий трофический уровень вес особей увеличивается, а количество в популяции снижается. Например, грызуны полевки, которые питаются травой. Они меньше по размеру и многочисленней, чем их враги — лисы, совы, куницы.
Существуют и иные цепи взаимосвязей. Например, трава — корова — ленточный червь — бактерии. Случается, что из цепи выпадают консументы: ягоды — мучнисторосистый гриб — фаги. Однако любую из цепей начинают растения, а замыкают индивиды, которые питаются органическими остатками.
