Экологические группы живых организмов

Все живые организмы должны питаться, так как для построения своего организма им постоянно нужны органические вещества и энергия, которую они получают из этих веществ. Автотрофные организмы синтезируют эти вещества самостоятельно, а гетеротрофные получают различными способами. Они могут поедать автотрофные или другие гетеротрофные организмы или питаться мертвой органикой. Но, что бы они ни ели, первичным источником всех органических веществ и энергии в экосистемах являются автотрофы.

В зависимости от способа получения органических веществ живые организмы в экосистемах разделяют на экологические группы продуцентов, консументов и редуцентов (рис. 48.1). Продуценты — это автотрофные организмы, которые производят органические вещества. К ним относятся, например, деревья, водоросли и другие растения.

Консументы являются гетеротрофными организмами экосистем, которые получают органические вещества, питаясь другими живыми организмами. Они могут употреблять в пищу как продуценты (например, травоядные животные), так и другие консументы (хищники, поедающие травоядных).

Продуцент (ель)

Консумент (кабан)

Редуцент (гриб пеницилл)

Рис. 48.1. Представители экологических групп организмов

Редуценты — это гетеротрофные организмы экосистем, которые получают органические вещества, питаясь остатками живых организмов или продуктами их жизнедеятельности. Редуценты превращают мертвую органику в простые органические и неорганические вещества.

Пищевые связи в экосистемах

Поедая друг друга, живые организмы становятся звеньями пищевых цепей. Пищевая цепь — это взаимоотношения между организмами при переносе энергии пищи от ее источника (автотрофного организма) через ряд организмов, который происходит при поедании одних организмов другими (рис. 48.2).

В пищевых цепях каждый вид представляет определенное звено. Связи между видами в пищевой цепи называются трофическими, а звенья — трофическими уровнями. В начале цепей питания, как правило, находятся продуценты, то есть автотрофные организмы, которые производят органические вещества. Следующие звенья цепи представлены консументами. В зависимости от позиции звена различают консументов разного порядка. Так, травоядные, потребляющие продуцентов, являются консументами I порядка. Хищники, поедающие травоядных, — консументами II порядка. А паразиты, живущие в организме хищников, — консументами III порядка. Редуценты разрушают мертвые остатки и продукты жизнедеятельности организмов всех трофических уровней.

В органических веществах автотрофные организмы запасают энергию, которую и используют гетеротрофы. При переносе этой энергии от звена к звену пищевой цепи подавляющая ее часть (80- 90 %) теряется в виде теплоты.

Рис. 48.2. Пищевая цепь

В конце пищевой цепи энергия, которая еще сохраняется в мертвой органике, окончательно рассеивается в виде тепла, когда ее разрушают редуценты.

Потоки энергии в экосистеме

Энергия в экосистемах может поступать из двух источников. Первый — от живых организмов-продуцентов. Второй — от мертвой органики. Соответственно, существуют цепи питания двух типов — пастбищная (цепь выедания) и детритная (цепь разложения) (от латин. детритус — измельченный). Последняя начинаются с измельченных остатков мертвых организмов.

В любом биогеоценозе разные цепи питания существуют не отдельно друг от друга, а пересекаются между собой. Это происходит потому, что организмы определенного вида могут быть звеньями разных цепей питания. Например, головастики лягушек питаются водорослями и являются консументами I порядка, а взрослые особи этого вида едят насекомых и являются консументами II порядка. Переплетаясь, различные цепи питания формируют трофическую сеть экосистемы.

Правило экологической пирамиды

Различные биогеоценозы отличаются по своей продуктивности. Вы уже знаете, что есть разные цепи питания, но всем им свойственны определенные соотношения продукции, то есть биомассы с энергией, затрачиваемой и запасаемой на каждом из трофических уровней. Эти закономерности получили название правила экологической пирамиды: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы и энергии, запасаемых организмами за единицу времени, значительно больше, чем на следующем (в среднем в 5-10 раз).

Рис. 48.3. Экологическая пирамида

Графически это правило можно изобразить в виде пирамиды (рис. 48.3), составленной из отдельных блоков. Каждый блок такой пирамиды соответствует производительности организмов на каждом из трофических уровней. Итак, экологическая пирамида является графическим отображением трофической структуры цепи питания.

Круговорот веществ

Биологический круговорот — это многократное участие химических элементов в процессах, происходящих в биосфере. Причина круговорота — ограниченный резерв элементов, из которых строятся тела организмов.

В биосфере происходит постоянный круговорот элементов, которые переходят от организма к организму, в неживую природу и снова в организм. Элементы, которые высвобождаются микроорганизмами при гниении, поступают в почву и атмосферу, а затем снова включаются в круговорот веществ биосферы, поглощаясь живыми организмами.

Для функционирования экосистем важнейшими являются круговороты веществ, которые относятся к основным компонентам живых организмов, — Карбона, Нитрогена, Оксигена, Сульфура, Фосфора.

В зависимости от способа получения органических веществ живые организмы в экосистемах делят на экологические группы: продуценты, консументы и редуценты. Пищевая цепь — это взаимоотношения между организмами при переносе энергии пищи от ее источника (автотрофного организма) через ряд организмов. Экологическая пирамида является графическим отображением трофической структуры цепи питания.