Трофични синџири и трофични мрежи во водни тела. Трофични синџири и трофични мрежи во водни тела Видови синџири на исхрана

Исхраната игра важна улога во секој екосистем. Храната е извор на енергија за продолжување на животните процеси на организмите. Соодветно на тоа, во секој еколошки систем тие се формираат.Ако ги дефинираме се добива следново: трофичен или синџир на исхрана е односот меѓу животните, растенијата, микроорганизмите според принципот „храна - потрошувач“.

Структурата е многу едноставна. Претставниците на следната врска ги јадат организмите од претходната врска. Како по правило, бројот на врски достигнува 3-4 и само многу ретко - 5. Синџирите на исхрана во водно тело, особено во свежа вода, целосно потпаѓаат под трофични и можат да бидат од два вида.

Видови синџири на исхрана

Синџирите за исхрана на пасиштата во резервоарот се карактеристични за горните слоеви, а синџирите на храна со ѓубре се карактеристични за долните слоеви. Но, невозможно е јасно да се разделат - тие, како и сè во природата, се меѓусебно поврзани. Но, какви и да има синџири во екосистемот, ги има општо правило. Секој (врска) троши најголем дел од енергијата што се апсорбира од храната за одржување на нормална животна активност.

Синџири на исхрана во резервоар. Примери

Во секое водно тело лесно е да се даде пример за наједноставниот синџир на исхрана. Да го разгледаме Бајкал. Поради разновидноста на флората и фауната, синџирите на исхрана во акумулацијата се претставени со повеќе видови. Бидејќи тие се меѓусебно поврзани, некои компоненти на едниот може да се заменат со елементи од другиот. Бајкал е поделен на два - епипелегијален и батипелегален. Првиот преовладува на крајбрежното ниво и во областите на мешање на водни слоеви, вториот е вроден во долната зона.

Производителите (примарна врска) се различни видовиалги се појавува епишура. Овој тип на планктонски ракови е главен потрошувач на фитопланктон и алги и е зоопланктон. Епишура служи како храна за следната врска - потрошувачи од втор ред. Оваа група вклучува макрохектопус (зоопланктон) и омул во сите фази на развој. Но, ако рибите консумираат само примарни потрошувачи, тогаш макротопусот ги троши и производителите. За возврат, овие ракови служат како храна за омул, гоби, голомјанка и други риби. Конечната врска е печатот, кој ги троши претставниците на претходното ниво.

Детритални синџири на исхрана

Секое езеро, езерце или море има различни длабочини во различни делови од областа што ја зафаќа. Во водениот столб во кој не продира. сончева светлина. Органските остатоци од растително и животинско потекло делуваат како производители. Раковите и бактериите стануваат потрошувачи од прв ред. Истите овие детритивори често стануваат храна за потрошувачите од првиот и вториот ред на трофичкиот синџир на исхрана.

Варијабилност во екосистемите

Речиси е невозможно да се најде водно, солено или слатководно тело, во кое секоја алка во синџирот на исхрана е претставена само со еден вид животно или растение. Таквиот екосистем е осуден на истребување, бидејќи отсуството на еден елемент доведува до прекин на синџирот на исхрана во резервоарот. Ако секоја врска е исполнета со неколку видови животни или растенија, тогаш таков систем е стабилен, бидејќи отсуството на една или друга компонента се заменува или надополнува со друга. Годишното население содржи различен број на поединци секоја година. И само благодарение на разновидноста на видовите, синџирот на исхрана не е прекинат и екосистемот не е уништен.

Во екосистемите, производителите, потрошувачите и разградувачите се обединети со сложени процеси на пренос на супстанции и енергија, која е содржана во храната создадена главно од растенија.

Трансферот на потенцијалната енергија на храната создадена од растенијата преку голем број организми со јадење на некои видови од други се нарекува трофичен (хранлив) синџир, а секоја алка се нарекува трофичко ниво.

Сите организми кои користат ист вид на храна припаѓаат на исто трофично ниво.

На сл.4. претставен е дијаграм на трофичкиот синџир.

Сл.4. Дијаграм на синџирот на исхрана.

Сл.4. Дијаграм на синџирот на исхрана.

Прво трофичко ниво формираат производители (зелени растенија) кои ја акумулираат сончевата енергија и создаваат органски материи преку процесот на фотосинтеза.

Во овој случај, повеќе од половина од енергијата складирана во органски материи се троши во животните процеси на растенијата, претворајќи се во топлина и се распрснува во вселената, а остатокот влегува во синџирот на исхрана и може да се користи од хетеротрофни организми со последователни трофични нивоа во текот на исхрана.

Второ трофичко ниво формираат потрошувачи од 1 ред - ова се тревојади организми (фитофаги) кои се хранат со производители.

Потрошувачите од прв ред го трошат најголемиот дел од енергијата содржана во храната за да ги поддржат нивните животни процеси, а остатокот од енергијата се користи за градење на сопственото тело, со што се трансформира растително ткиво во животинско ткиво.

Така , Потрошувачи од прв ред спроведе првата, фундаментална фаза во трансформацијата на органската материја синтетизирана од производителите.

Примарните потрошувачи можат да послужат како извор на исхрана за потрошувачите од втор ред.

Трето трофичко ниво од потрошувачи од втор ред - тоа се месојадни организми (зоофаги) кои се хранат исклучиво со тревојади организми (фитофаги).

Потрошувачите од втор ред ја спроведуваат втората фаза на трансформација на органската материја во синџирите на исхрана.

Сепак, хемиските супстанции од кои се изградени ткивата на животинските организми се прилично хомогени и затоа трансформацијата на органската материја за време на преминот од второто трофично ниво на потрошувачите на третото не е толку фундаментално како за време на преминот од првото трофично ниво. до втората, каде растителните ткива се трансформираат во животни.

Секундарните потрошувачи можат да послужат како извор на исхрана за потрошувачите од трет ред.

Четврто трофичко ниво формираат потрошувачи од 3 ред - ова се месојади кои се хранат само со месојадни организми.

Последно ниво од синџирот на исхрана окупирана од разградувачи (деструктори и детритивори).

Редуктори-деструктори (бактерии, габи, протозои) во процесот на нивната животна активност ги разложуваат органските остатоци од сите трофични нивоа на производителите и потрошувачите во минерални материи, кои се враќаат кај производителите.

Сите алки на синџирот на исхрана се меѓусебно поврзани и меѓусебно зависни.

Помеѓу нив, од првата до последната врска, се врши пренос на супстанции и енергија. Сепак, треба да се забележи дека кога енергијата се пренесува од едно трофичко ниво на друго, таа се губи. Како резултат на тоа, синџирот за напојување не може да биде долг и најчесто се состои од 4-6 врски.

Меѓутоа, таквите синџири на исхрана во нивната чиста форма обично не се наоѓаат во природата, бидејќи секој организам има неколку извори на храна, т.е. користи неколку видови храна, а самиот се користи како прехранбен производ од многу други организми од истиот синџир на исхрана или дури и од различни синџири на исхрана.

На пример:

Сештојадните организми ги консумираат и производителите и потрошувачите како храна, т.е. се истовремено потрошувачи од прв, втор, а понекогаш и трет ред;

комарец кој се храни со крвта на луѓето и грабливите животни е на многу високо трофично ниво. Но, растението во мочуриштето се храни со комарци, кои на тој начин се и производител и потрошувач од висок ред.

Затоа, речиси секој организам кој е дел од еден трофичен синџир може истовремено да биде дел од други трофични синџири.

Така, трофичните синџири можат многу пати да се разгрануваат и испреплетуваат, формирајќи комплекс прехранбени мрежи или трофични (хранливи) мрежи , во која мноштвото и разновидноста на врските со храна делува како важен механизам за одржување на интегритетот и функционалната стабилност на екосистемите.

На сл.5. покажува поедноставен дијаграм на енергетска мрежа за копнеен екосистем.

Човечка интервенција во природните заедници на организми преку намерна или ненамерна елиминација на еден вид често има непредвидливи последици. Негативни последиции доведува до нарушување на стабилноста на екосистемот.

Сл.5. Шема на трофичка мрежа.

Постојат два главни типа на трофични синџири:

синџири на пасишта (синџири за пасење или синџири за потрошувачка);

детритални синџири (синџири на распаѓање).

Синџирите на пасишта (синџири на пасење или синџири на потрошувачка) се процеси на синтеза и трансформација на органски материи во трофични синџири.

Синџирите на пасишта започнуваат со производители. Живите растенија ги јадат фитофагите (потрошувачи од прв ред), а самите фитофаги се храна за месојадите (потрошувачи од втор ред), кои можат да ги јадат потрошувачите од трет ред итн.

Примери на синџири за пасење за копнени екосистеми:

3 линкови: трепетлика → зајак → лисица; растение → овци → човек.

4 линкови: растенија → скакулци → гуштери → јастреб;

нектар од растително цвеќе → мува → инсективојадна птица →

граблива птица.

5 линкови: растенија → скакулци → жаби → змии → орел.

Примери на синџири за пасење за водни екосистеми:→

3 линкови: фитопланктон → зоопланктон → риба;

5 линкови: фитопланктон → зоопланктон → риба → предаторска риба →

грабливи птици.

Детритални синџири (синџири на распаѓање) се процеси на чекор-по-чекор уништување и минерализација на органски материи во трофични синџири.

Детриталните синџири започнуваат со постепено уништување на мртвите органски материи од детритивори, кои последователно се заменуваат едни со други во согласност со специфичен тип на исхрана.

Во последните фази на процесите на уништување, функционираат редуктори-деструктори, минерализирајќи ги остатоците од органските соединенија во едноставни неоргански материи, кои повторно ги користат производителите.

На пример, кога мртвото дрво се распаѓа, тие последователно се заменуваат едни со други: бубачки → клукајдрвци → мравки и термити → деструктивни габи.

Детриталните синџири се најзастапени во шумите, каде што најголемиот дел (околу 90%) од годишниот пораст на растителната биомаса не се троши директно од тревопасните животни, туку умира и влегува во овие синџири во форма на легло од лисја, а потоа се подложува на распаѓање и минерализација.

Во водените екосистеми, најголемиот дел од материјата и енергијата се вклучени во синџирите на пасиштата, а во копнените екосистеми најважни се детриталните синџири.

Така, на ниво на потрошувачи, протокот на органска материја е поделен на различни групи на потрошувачи:

живата органска материја ги следи синџирите на пасење;

мртвата органска материја оди по синџири на ѓубре.

Синџирот на исхрана има одредена структура. Вклучува производители, потрошувачи (прв, втор ред, итн.) и разградувачи. Повеќе детали за потрошувачите ќе бидат разгледани во статијата. Со цел темелно да разбереме кои се потрошувачите од прв ред, втор ред и пошироко, прво накратко ја разгледуваме структурата на синџирот на исхрана.

Структура на синџирот на исхрана

Следната алка во синџирот и, соодветно, нивото на пирамидата за храна се потрошувачите (од неколку нарачки). Ова е името дадено на организмите што производителите ги консумираат како храна. Тие ќе бидат детално разгледани подолу.

И конечно, разградувачите се последното ниво на пирамидата на храната, последната алка во синџирот, „уредни“ организми. Ова е интегрална и многу важна компонента на екосистемот. Тие обработуваат и разградуваат висока молекуларна тежина органски соединенијана неоргански, кои потоа повторно се користат од автотрофи. Повеќето од нив се организми со прилично мала големина: инсекти, црви, микроорганизми итн.

Кои се потрошувачи

Како што споменавме погоре, потрошувачите се наоѓаат на второто ниво од пирамидата за храна. Овие организми, за разлика од производителите, немаат способност за фото- и хемосинтеза (последнава се подразбира како процес со кој археите и бактериите ја добиваат енергијата неопходна за синтеза на органски материи од јаглерод диоксид). Затоа, тие мора да се хранат со други организми - оние кои имаат таква способност, или свој вид - други потрошувачи.

Животните се потрошувачи од прв ред

Оваа алка во синџирот на исхрана вклучува хетеротрофи, кои, за разлика од разградувачите, не се способни да ги разградат органските материи на неоргански. Таканаречените примарни потрошувачи (1 ред) се оние кои директно се хранат со самите производители на биомаса, односно производители. Тоа се првенствено тревопасни животни - таканаречени фитофаги.

Во оваа група спаѓаат и огромните цицачи, како што се слоновите, и малите инсекти - скакулци, вошки, итн. Не е тешко да се дадат примери на потрошувачи од прв ред. Овие се речиси сите животни кои ги одгледуваат луѓето во земјоделството: говеда, коњи, зајаци, овци.

Меѓу дивите животни, дабарот е фитофагно животно. Познато е дека користи стебла на дрвја за изградба на брани, а нивните гранки ги користи за храна. Некои видови риби, како што е тревниот крап, се исто така тревопасни животни.

Растенијата се потрошувачи од прв ред

Да резимираме, можеме да го извлечеме следниот заклучок: потрошувачите се организми кои се хранат со растенија.

Потрошувачи од втор ред и пошироко

За возврат, потрошувачи од 3 ред се оние кои јадат потрошувачи од претходниот ред, односно поголемите предатори, од четвртиот се оние кои јадат потрошувачи од третиот. Над четвртото ниво, прехранбената пирамида, по правило, не постои, бидејќи загубите на енергија од организамот што произведува до потрошувачот на претходните нивоа се прилично големи. Впрочем, тие се неизбежни на секое ниво.

Исто така, често е тешко, а понекогаш и невозможно, да се повлече јасна граница помеѓу потрошувачите на одредени нарачки. Впрочем, некои животни се исто така потрошувачи различни нивоа.

Исто така, многу од нив се сештојади, на пример мечка, односно потрошувачи од прв и втор ред во исто време. Истото важи и за лице кое е сештојади, иако поради различни ставови, традиции или услови за живеење, тој може, на пример, да јаде храна само од растително потекло.

Органски молекули, синтетизирани од автотрофи, служат како извор на исхрана (материја и енергија) за хетеротрофните животни. Овие животни, пак, се јадат од други животни и на тој начин енергијата се пренесува преку низа организми, каде секој нареден се храни со претходниот. Оваа низа се нарекува синџир на исхрана и секоја алка во синџирот одговара на одредено трофично ниво (од грчкиот троф - храна). Првото трофичко ниво е секогаш составено од автотрофи, наречени производители (од латинскиот продуцент - да се произведува). Второто ниво се тревопасни животни (фитофаги), кои се нарекуваат потрошувачи (од латинскиот consumo - „Ги проголтам“) од прв ред; трето ниво (на пример, предатори) - потрошувачи од втор ред, итн.

Обично во екосистемпонекогаш 4-5 трофични нивоаа ретко повеќе од 6. Ова делумно се должи на фактот што на секое ниво се губи дел од материјата и енергијата (нецелосно консумирање храна, дишење на потрошувачите, „природна“ смрт на организми итн.); таквите загуби се рефлектираат на сликата и подетално се дискутирани во соодветната статија. Сепак, неодамнешното истражување сугерира дека должината на синџирите на исхрана е исто така ограничена од други фактори. Можеби значајна улога игра достапноста на претпочитана храна и територијално однесување, што ја намалува густината на населување на организмите, а со тоа и бројот на потрошувачи од повисоки редови во одредено живеалиште. Според постоечките проценки, во некои екосистеми до 80% од примарното производство не се троши од фитофагите. Мртвиот растителен материјал станува плен за организмите кои се хранат со детритус (детритивори) или редуктори (деструктори). Во овој случај, зборуваме за детритални синџири на исхрана. На пример, во тропските дождовни шуми, преовладуваат синџирите на храна со отпадоци.

Производителите

Речиси сите производители- фотоавтотрофи, т.е. зелени растенија, алги и некои прокариоти, како што се цијанобактериите (порано наречени сино-зелени алги). Улогата на хемоавтотрофите на скалата на биосферата е занемарлива. Микроскопските алги и цијанобактериите кои го сочинуваат фитопланктонот се главните производители на водните екосистеми. Напротив, на првото трофичко ниво на копнените екосистеми доминираат големи растенија, на пример, дрвја во шумите, треви во савани, степи, полиња итн.

Потрошувачи од прв ред

На копно, главните фитофаги- инсекти, влекачи, птици и цицачи. Во свежата и морската вода, тоа се обично мали ракови (дафнија, морски желади, ларви од рак, итн.) и бивалви; повеќето од нив се колибри за филтри, кои ги филтрираат производителите, како што е опишано во соодветната статија. Заедно со протозоите, многу од нив се дел од зоопланктонот - збирка на микроскопски лебдечки хетеротрофи кои се хранат со фитопланктон. Животот на океаните и езерата речиси целосно зависи од планктонските организми, кои практично го формираат почетокот на сите синџири на исхрана во овие екосистеми.

Потрошувачи на втората, третата и последователните нарачки

Потрошувачи од втор редЈадат фитофаги, односно се месојадни организми. Потрошувачите од трет ред и потрошувачите од повисок ред се исто така месојади. Овие потрошувачи можат да се поделат во неколку еколошки групи:

Еве два примери засновани на фотосинтеза синџир на исхрана:

Растение (лисја) -> голтка -» Жаба -» Змија -* -» Хермелин

Растение (сок од флоем) -» Вошка -> Бубамара -> -» Пајак -^ Старлинг -> Јастреб

Трофична структура.Видовите што го сочинуваат екосистемот се меѓусебно поврзани со врски со храна, бидејќи тие служат како храна еден за друг

Во езерце производителисе зелени алги. Ги јадат мали тревопасни ракови (дафнија, киклопи) - потрошувачи (потрошувачи) од прв ред. Овие животни ги консумираат месојадните ларви на разни водни инсекти (на пример, вилински коњчиња) - ова потрошувачи (потрошувачи) од втор ред. Малите риби (на пример, роуч) се хранат со ларви - потрошувачи (потрошувачи) од трет ред. И рибите стануваат плен за штука - потрошувач од четврти ред. Оваа низа на организми кои се хранат едни со други се нарекува хранлив или трофичен синџир. Индивидуалните врски во синџирот на исхрана се нарекуваат трофични нивоа.
Постојат два вида трофички (прехранбени) синџири. Синџирите на исхрана кои започнуваат со растенија, одат преку тревопасни животни до други потрошувачи се нарекуваат пасиштеили синџири јадење надвор. Друг тип на синџир на исхрана започнува со мртви растенија, трупови или животински измет и напредува во мали животни и микроорганизми. Овие синџири се нарекуваат детритален, или синџири распаѓање.

Линеарните синџири на исхрана се многу ретки по природа. Како по правило, синџирите на исхрана во екосистемот се тесно испреплетени. Се формира збир на врски со храна во еден екосистем прехранбени мрежи, во кој многу потрошувачи служат како храна за неколку членови на екосистемот.

И покрај надворешната едноставност на слатководниот резервоар, неговата трофичка структура (систем на односи со храна) е доста сложена. Виши растенијаТие се хранат со ларви од инсекти, водоземци, гастроподи за стругање и тревопасни риби. Бројни протозои (флагели, цилијати, голи и тестени амеби), пониски ракови (дафнија, киклопи), бивалви кои се хранат со филтер, ларви од инсекти (мајко, вилински коњчиња, кадис мушички) јадат едноклеточни и повеќеклеточни алги.

Ракови, црви и ларви од инсекти служат како храна за рибите и водоземците (жаби, тритон). Предаторските риби (костур) ловат тревопасни животни (крстос крап), а големите предатори (штука) ловат помали. И цицачите (мускули, дабари, видри) наоѓаат храна за себе: јадат риба, школки, инсекти и нивните ларви.

Органските остатоци се таложат на дното, а на нив се развиваат бактерии, консумирани од протозои и мекотели кои се хранат со филтри. Бактериите, флагелатите и водните габи ја разградуваат органската материја во неоргански соединенија, кои повторно се користат од растенијата и алгите.

Причината за слабиот развој на животот во некои акумулации е ниското ниво на минерални материи (фосфорни соединенија, азот и сл.) или неповолната киселост на водата. Примената на минерални ѓубрива и нормализирањето на киселоста со варовник го промовира развојот на слатководниот планктон - комплекс од мали организми суспендирани во вода (микроскопски алги, бактерии и нивни потрошувачи: цилијати, ракови итн.). Планктонот, како основа на прехранбената пирамида, храни различни животни што ги консумираат рибите. Како резултат на мерките за реставрација, продуктивноста на рибарството значително се зголемува.

Врз основа на распоредувањето на синџирите на исхрана на резервоарот во вселената, развиена е технологија за преработка на отпадот од добиток. Ѓубривото се мие во резервоари за таложење, каде што служи како храна за бројни едноклеточни алги, а водата „цвета“. Алгите заедно со водата се преместуваат во мали дози во друго водно тело, каде што ги јадат дафнијата и другите ракови кои се хранат со филтер. Во третото езерце рибите се одгледуваат на ракови. Чистата вода повторно се користи на фармите, вишокот ракови се користат како протеинска храна за добитокот, а рибите ги консумираат луѓето.

44. Концептот на стабилност, одржливост и издржливост на водните екосистеми
Проблемот на стабилноста и одржливоста на екосистемите и нивните составни заедници на организми е еден од најважните во современата екологија. За него активно се дискутира, а до денес, во литературата се акумулирани прилично голем број различни, често контрадикторни идеи за стабилноста и одржливоста на екосистемите. На пример, се верува дека само стабилни екосистеми можат да постојат долго време и границите на нивната одржливост се одредуваат од максималните оптоварувања што тие можат да ги издржат без да бидат нарушени. Некои автори ја сметаат стабилноста и одржливоста како синоними (Odum, 1986, Nedorezov, Sidko, 1995), други ги користат за да опишат различни состојби на екосистемите. Ајде да разгледаме некои од најчестите идеи за овие важни својства на биолошките системи и екосистеми.

Клучните точки:

1. Стабилноста на екосистемот произлегува од внатрешни интеракции, бара интраспецифични односи, додека меѓуспецифичните интеракции доведуваат до дестабилизирачки влијанија и се мерка за варијабилноста на системот.

2. Покомплексно организираните системи се постабилни. Комплексноста на структурата на заедниците на организми, оценета според нивната разновидност: колку е поразновиден системот, толку е постабилен. Таквите системи се контролирани од биотски фактори. Под влијание на антропогени фактори и еутрофикација на водните тела, различноста и стабилноста на системите се намалуваат.

3. Стабилноста на екосистемите може да биде краткорочна (сукцесивна) и долгорочна (еволутивна).

4. Стабилноста се смета како способност на системот да одржува релативно непроменета состојба под влијание на некатастрофални појави и да се спротивстави на промените (абиотски и биотски влијанија животната средина), одржување на динамична рамнотежа (хомеостаза).

5. Структурата на системите кои не подлежат на антропогени влијанија се менува со текот на времето во зависност од промените на надворешните и внатрешните фактори. Тоа се еволутивни процеси. Така, во текот на еволуцијата на езерата се случуваат постепени промени во структурата и функционирањето на нивните екосистеми.

6. Секој екосистем и неговите составни заедници се приспособени на сезонските и годишните промени на факторите на животната средина. Ова се изразува во флуктуации во вредностите на нивните структурни и функционални карактеристики, како што се составот на видовите, разновидноста, биомасата, бројките, производството, трошоците за размена во однос на некои просечни вредности за овие временски периоди. Затоа, обично заедници на бентосни или планктонски организми од различни видови и географска локацијаакумулации или водотеци се карактеризираат со просечни вредности на биомаса или изобилство на годишните или сезоната на растење. Одржувањето на ова просечно ниво, составот и разновидноста на видовите ја одразуваат стабилноста на екосистемот со текот на времето.

7. Одржливоста на заедниците и екосистемите директно зависи од транспарентноста на водата во акумулациите. Ова е од фундаментално значење, бидејќи примарното производство на планктони е обратно поврзано со транспарентноста на водата. Така, со зголемување на продуктивноста или степенот на еутрофикација на водните тела или потоци, стабилноста на екосистемите и нивните компоненти се намалува.

Стабилноста на заедниците на водни организми и екосистеми исто така се менува со промените во степенот на нивната експлоатација. Така, зголемувањето на притисокот на рибите во езерата за расадници доведе до намалување на стабилноста на планктонските и бентосните заедници.

8. Земајќи го предвид сето она што е кажано, нема причина да се зборува за стабилни и нестабилни екосистеми. Екосистемот е во стабилна состојба се додека специфичните фактори на животната средина влијаат врз него со постојана сила. Се карактеризира со специфични структурни и функционални карактеристики и стабилност.

Во заедниците на водни организми, промените во доминантните видови може да се случат во текот на годината или сезоната на растење поради сезонските развојни циклуси на организмите; затоа, посигурно е да се одреди стабилноста на системот врз основа на сезонските или годишните просечни вредности. на структурни и функционални карактеристики.