Экологические пирамиды и поток энергии
🌿 Биология · 11 класс
Цепи питания и потоки энергии
Энергия поступает в экосистему с солнечным светом и усваивается продуцентами при фотосинтезе. Дальше она передаётся по цепям питания — последовательностям организмов, в которых каждый служит пищей следующему. Звенья цепи называют трофическими уровнями.
- Продуценты — автотрофы (зелёные растения), создающие органику.
- Консументы — потребители: растительноядные (первого порядка), хищники (второго и далее).
- Редуценты — разрушители (бактерии, грибы), минерализующие органические остатки.
В природе цепи переплетаются в сети питания, что делает экосистему устойчивой. Чем больше в сообществе видов и пищевых связей, тем оно устойчивее: при исчезновении одного вида хищник способен переключиться на другую добычу, и сообщество не разрушается.
Различают два типа цепей питания. Пастбищная цепь начинается с зелёного растения и идёт к растительноядным, а затем к хищникам. Детритная цепь начинается с мёртвого органического вещества (детрита), которое поедают сапрофаги и разлагают редуценты. В большинстве наземных экосистем основная часть энергии проходит именно по детритным цепям.
Правило десяти процентов
При переходе с одного трофического уровня на следующий усваивается в среднем лишь около десяти процентов энергии предыдущего уровня. Остальное рассеивается в виде теплоты при дыхании и тратится на жизнедеятельность. Поэтому цепи питания обычно содержат не более 4–5 звеньев: на дальних звеньях энергии остаётся слишком мало, чтобы прокормить ещё один трофический уровень. Это правило, сформулированное Р. Линдеманом, объясняет, почему крупных хищников всегда немного.
растение 1000 кДж → заяц 100 кДж → лиса 10 кДж → орёл 1 кДж
Экологические пирамиды
Соотношение уровней изображают в виде экологических пирамид.
| Пирамида | Что отражает |
|---|---|
| Чисел | Число особей на уровне |
| Биомассы | Суммарную массу организмов |
| Энергии | Запас энергии на уровне |
Поскольку с каждым уровнем энергии становится всё меньше, наиболее продуктивны и устойчивы те экосистемы, где человек использует продукцию первых трофических уровней. Именно поэтому растительная пища способна прокормить больше людей, чем такое же по площади производство животной пищи: при переходе к мясу теряется около девяноста процентов энергии.
Частые ошибки. Пирамида энергии всегда сужается кверху и не бывает перевёрнутой — это следствие закона рассеивания энергии. Пирамиды чисел и биомассы иногда могут быть перевёрнутыми (например, одно дерево кормит множество насекомых).
Кратко о главном
- Энергия идёт от продуцентов через консументов к редуцентам.
- Цепи питания переплетаются в сети, повышая устойчивость.
- При переходе уровня усваивается около десяти процентов энергии.
- Пирамида энергии всегда сужается кверху и не перевёрнута.