Consumatori del terzo ordine nella catena trofica di un giacimento. Catene trofiche e reti trofiche nei corpi idrici

Negli ecosistemi, produttori, consumatori e decompositori sono uniti da complessi processi di trasferimento di sostanze ed energia, contenuta nel cibo creato principalmente dalle piante.

Il trasferimento dell'energia alimentare potenziale creata dalle piante attraverso un certo numero di organismi mangiando alcune specie da parte di altre è chiamato catena trofica (alimentare) e ciascun anello è chiamato livello trofico.

Tutti gli organismi che utilizzano lo stesso tipo di cibo appartengono allo stesso livello trofico.

Nella figura 4. viene presentato un diagramma della catena trofica.

Fig.4. Diagramma della catena alimentare.

Fig.4. Diagramma della catena alimentare.

Primo livello trofico formano produttori (piante verdi) che accumulano energia solare e creare materia organica attraverso il processo di fotosintesi.

In questo caso, più della metà dell'energia immagazzinata nelle sostanze organiche viene consumata nei processi vitali delle piante, trasformandosi in calore e dissipandosi nello spazio, e il resto entra nella catena alimentare e può essere utilizzato da organismi eterotrofi di livelli trofici successivi durante nutrizione.

Secondo livello trofico formare consumatori del 1o ordine: si tratta di organismi erbivori (fitofagi) che si nutrono di produttori.

I consumatori di primo ordine spendono la maggior parte dell’energia contenuta nel cibo per sostenere i propri processi vitali e utilizzano il resto dell’energia per costruire il proprio corpo, trasformando così il tessuto vegetale in tessuto animale.

Così , Consumatori di primo ordine svolgere la prima, fondamentale tappa della trasformazione della sostanza organica sintetizzata dai produttori.

I consumatori primari possono fungere da fonte di nutrimento per i consumatori di 2° ordine.

Terzo livello trofico formare consumatori del 2o ordine: si tratta di organismi carnivori (zoofagi) che si nutrono esclusivamente di organismi erbivori (fitofagi).

I consumatori di secondo ordine eseguono la seconda fase di trasformazione della materia organica nelle catene alimentari.

Tuttavia, le sostanze chimiche di cui sono costituiti i tessuti degli organismi animali sono abbastanza omogenee e quindi la trasformazione della sostanza organica durante il passaggio dal secondo livello trofico dei consumatori al terzo non è così fondamentale come durante il passaggio dal primo livello trofico. alla seconda, dove i tessuti vegetali si trasformano in animali.

I consumatori secondari possono fungere da fonte di nutrimento per i consumatori di terzo ordine.

Quarto livello trofico formare consumatori del 3o ordine: questi sono carnivori che si nutrono solo di organismi carnivori.

Ultimo livello della catena alimentare occupato da decompositori (distruttori e detritivori).

Riduttori-distruttori (batteri, funghi, protozoi) nel corso della loro attività vitale decompongono i resti organici di tutti i livelli trofici dei produttori e dei consumatori in sostanze minerali, che vengono restituite ai produttori.

Tutti gli anelli della catena alimentare sono interconnessi e interdipendenti.

Tra di loro, dal primo all'ultimo collegamento, avviene il trasferimento di sostanze ed energia. Tuttavia, va notato che quando l'energia viene trasferita da un livello trofico all'altro, viene persa. Di conseguenza, la catena elettrica non può essere lunga e molto spesso è composta da 4-6 maglie.

Tuttavia, tali catene alimentari sono presenti forma pura non si trovano solitamente in natura, poiché ogni organismo ha diverse fonti di cibo, ad es. utilizza diversi tipi di cibo ed è esso stesso utilizzato come prodotto alimentare da numerosi altri organismi della stessa catena alimentare o anche di catene alimentari diverse.

Per esempio:

Gli organismi onnivori consumano sia i produttori che i consumatori come cibo, cioè sono contemporaneamente consumatori di primo, secondo e talvolta terzo ordine;

una zanzara che si nutre del sangue dell'uomo e degli animali predatori ha un livello trofico molto elevato. Ma la pianta della drosera palustre si nutre di zanzare, che è quindi allo stesso tempo una produttrice e una consumatrice di prim'ordine.

Pertanto, quasi tutti gli organismi che fanno parte di una catena trofica possono contemporaneamente far parte di altre catene trofiche.

Pertanto, le catene trofiche possono ramificarsi e intrecciarsi molte volte, formando complessi reti alimentari o reti trofiche (alimentari). , in cui la molteplicità e la diversità delle connessioni alimentari funge da importante meccanismo per il mantenimento dell'integrità e della stabilità funzionale degli ecosistemi.

Nella figura 5. mostra uno schema semplificato di una rete elettrica per un ecosistema terrestre.

L’intervento umano nelle comunità naturali di organismi attraverso l’eliminazione intenzionale o involontaria di una specie ha spesso conseguenze imprevedibili. conseguenze negative e porta alla rottura della stabilità dell’ecosistema.

Fig.5. Schema della rete trofica.

Esistono due tipi principali di catene trofiche:

catene di pascolo (catene di pascolo o catene di consumo);

catene detritiche (catene di decomposizione).

Le catene di pascolo (catene di pascolo o catene di consumo) sono processi di sintesi e trasformazione delle sostanze organiche in catene trofiche.

Le catene dei pascoli iniziano con i produttori. Le piante viventi vengono mangiate dai fitofagi (consumatori del primo ordine), e i fitofagi stessi sono cibo per i carnivori (consumatori del secondo ordine), che possono essere mangiati dai consumatori del terzo ordine, ecc.

Esempi di catene di pascolo per gli ecosistemi terrestri:

3 collegamenti: pioppo tremulo → lepre → volpe; pianta → pecora → umano.

4 collegamenti: piante → cavallette → lucertole → falco;

nettare di fiori vegetali → mosca → uccello insettivoro →

uccello rapace.

5 collegamenti: piante → cavallette → rane → serpenti → aquila.

Esempi di catene da pascolo per ecosistemi acquatici:→

3 collegamenti: fitoplancton → zooplancton → pesce;

5 collegamenti: fitoplancton → zooplancton → pesce → pesce predatore →

uccelli rapaci.

Le catene detritiche (catene di decomposizione) sono processi di distruzione e mineralizzazione passo passo delle sostanze organiche nelle catene trofiche.

Le catene detritiche iniziano con la progressiva distruzione della materia organica morta da parte dei detritivori, che successivamente si sostituiscono secondo uno specifico tipo di nutrizione.

Nelle ultime fasi dei processi di distruzione funzionano i riduttori-distruttori, mineralizzando i resti di composti organici in semplici sostanze inorganiche, che vengono nuovamente utilizzate dai produttori.

Ad esempio, quando il legno morto si decompone, si sostituiscono successivamente: coleotteri → picchi → formiche e termiti → funghi distruttivi.

Le catene detritiche sono più comuni nelle foreste, dove la maggior parte (circa il 90%) dell'aumento annuale della biomassa vegetale non viene consumata direttamente dagli erbivori, ma muore ed entra in queste catene sotto forma di lettiera fogliare, subendo quindi decomposizione e mineralizzazione.

Negli ecosistemi acquatici, la maggior parte della materia e dell'energia è inclusa nelle catene dei pascoli, mentre negli ecosistemi terrestri le catene detritiche sono le più importanti.

Pertanto, a livello dei consumatori, il flusso di materia organica è suddiviso in diversi gruppi di consumatori:

la materia organica vivente segue le catene del pascolo;

la materia organica morta segue catene detritiche.

L'energia contenuta nella materia organica di alcuni organismi viene consumata da altri organismi. Il trasferimento di sostanze e dell'energia in esse contenuta dagli autotrofi agli eterotrofi, che avviene come risultato del fatto che un organismo ne mangia un altro, è chiamato catena alimentare (catena alimentare, catena trofica).

L'energia del Sole gioca un ruolo enorme nella riproduzione della vita. La quantità di questa energia è molto elevata (circa 55 kcal per 1 cm2 all'anno). Di questa quantità, i produttori - piante verdi - registrano non più dell'1-2% dell'energia derivante dalla fotosintesi, mentre i deserti e l'oceano - centesimi di punto percentuale.

Numero di collegamenti in catena alimentare possono variare, ma solitamente sono 3-4 (meno spesso 5). Il fatto è che all'anello finale della catena alimentare arriva così poca energia che non sarebbe sufficiente se il numero degli organismi aumentasse.

Gli organismi di ciascun livello trofico sono adattati dalla natura a consumare un certo tipo di cibo, che sono gli organismi del livello trofico precedente (o di diversi livelli precedenti).

La catena alimentare più semplice(o catena alimentare) può essere costituita da fitoplancton, seguito da crostacei planctonici erbivori più grandi (zooplancton) e termina con una balena (o piccoli predatori) che filtrano questi crostacei dall'acqua.

Tutti gli elementi della natura, viventi e non viventi, sono un tutt'uno, un complesso di fenomeni e creature interagenti e interconnessi adattati l'uno all'altro. Questi sono collegamenti di una catena. E se rimuovi almeno uno di questi collegamenti dalla catena complessiva, i risultati potrebbero essere inaspettati.

Le catene alimentari possono essere suddivise in due tipologie principali: pascolo e detriti. Le catene alimentari che iniziano con organismi fotosintetici autotrofi sono chiamate catene di pascolo o pascolo. In cima alla catena dei pascoli ci sono piante verdi. Al secondo livello della catena del pascolo si trovano solitamente i fitofagi, cioè animali che mangiano piante. Un esempio di catena alimentare di prateria sono le relazioni tra gli organismi in una pianura alluvionale. Una tale catena inizia con una pianta da fiore di prato. L'anello successivo è la farfalla, che si nutre del nettare del fiore. Poi arriva l'abitante degli habitat umidi: la rana. La sua colorazione protettiva gli permette di tendere un'imboscata alla preda, ma non la salva da un altro predatore - serpente comune. L'airone, dopo aver catturato il serpente, chiude la catena alimentare nel prato della pianura alluvionale.

Se una catena alimentare inizia con resti di piante morte, carcasse ed escrementi di animali, si chiama detriti detritico o catena di decomposizione. Il termine "detrito" significa un prodotto di decomposizione. È preso in prestito dalla geologia, dove i detriti si riferiscono ai prodotti della distruzione delle rocce. In ecologia, i detriti sono la materia organica coinvolta nel processo di decomposizione. Tali catene sono tipiche delle comunità sul fondo dei laghi profondi e degli oceani, dove molti organismi si nutrono della sedimentazione dei detriti formati da organismi morti provenienti dagli strati illuminati superiori del bacino.

A differenza della catena del pascolo, la dimensione degli organismi quando si muovono lungo la catena dei detriti non aumenta, ma, al contrario, diminuisce. Quindi, al secondo livello potrebbero esserci insetti scavatori di tombe. Ma i rappresentanti più tipici della catena detritica sono funghi e microrganismi che si nutrono di materia morta e completano il processo di decomposizione delle sostanze bioorganiche allo stato di semplici sostanze minerali e organiche, che vengono poi consumate in forma disciolta dalle radici delle piante verdi a il vertice della catena dei pascoli, iniziando così nuovo circolo movimento della materia.

Alcuni ecosistemi sono dominati da pascoli, mentre altri sono dominati da catene di detriti. Ad esempio, una foresta è considerata un ecosistema dominato da catene di detriti. Nell'ecosistema di un ceppo in decomposizione non esiste alcuna catena di pascolo. Allo stesso tempo, ad esempio, negli ecosistemi della superficie marina, quasi tutti i produttori rappresentati dal fitoplancton vengono consumati dagli animali e i loro cadaveri affondano sul fondo, ad es. lasciare l'ecosistema pubblicato. Tali ecosistemi sono dominati dal pascolo o da catene alimentari da pascolo.

La regola generale per qualsiasi catena alimentare è che a ciascun livello trofico di una comunità, la maggior parte dell’energia assorbita dal cibo viene spesa per il mantenimento della vita, viene dissipata e non può più essere utilizzata da altri organismi. Pertanto, il cibo consumato ad ogni livello trofico non viene completamente assimilato. Una parte significativa viene spesa per il metabolismo. Quando si passa a ciascun anello successivo della catena alimentare quantità totale l'energia utilizzabile trasferita al livello trofico immediatamente superiore diminuisce.

Giochi di potere ruolo importante in qualsiasi ecosistema. Il cibo è una fonte di energia per continuare i processi vitali degli organismi. Di conseguenza, in ogni sistema ecologico si formano. Se li definiamo, otteniamo quanto segue: una catena trofica o alimentare è la relazione tra animali, piante, microrganismi secondo il principio “cibo - consumatore”.

La struttura è molto semplice. I rappresentanti del collegamento successivo mangiano gli organismi del collegamento precedente. Di norma, il numero di collegamenti raggiunge 3-4 e solo molto raramente - 5. Le catene alimentari in un serbatoio, soprattutto in acqua dolce, rientrano completamente in quelle trofiche e possono essere di due tipi.

Tipi di catene alimentari

Le catene alimentari da pascolo in un serbatoio sono caratteristiche degli strati superiori e le catene alimentari detritiche sono caratteristiche degli strati inferiori. Ma è impossibile separarli chiaramente: come ogni cosa in natura, sono interconnessi. Ma qualunque catena sia presente nell’ecosistema, esiste regola generale. Ciascuno (link) spende la maggior parte dell'energia assorbita dal cibo per mantenere la normale attività vitale.

Catene alimentari in un serbatoio. Esempi

In qualsiasi specchio d'acqua è facile fornire un esempio della catena alimentare più semplice. Consideriamo il Baikal. A causa della diversità della flora e della fauna, le catene alimentari nel bacino sono rappresentate da diverse specie. Poiché sono interconnessi, alcuni componenti dell'uno possono essere sostituiti da elementi dell'altro. Il Baikal è diviso in due: epipelegiale e batipelegiale. Il primo predomina a livello costiero e nelle zone di rimescolamento degli strati d'acqua, il secondo è inerente alla zona del fondale.

I produttori (link primario) lo sono vari tipi alghe appare epishura. Questo tipo di crostaceo planctonico è il principale consumatore di fitoplancton e alghe ed è uno zooplancton. L'epishura serve da cibo per il collegamento successivo: i consumatori di secondo ordine. Questo gruppo comprende macrohectopus (zooplancton) e omul in tutte le fasi di sviluppo. Ma se i pesci consumano solo i consumatori primari, allora il macrohetopus consuma anche i produttori. A loro volta, questi crostacei servono da cibo per omul, ghiozzi, golomyanka e altri pesci. L'ultimo collegamento è il sigillo, che consuma i rappresentanti del livello precedente.

Catene alimentari detritiche

Qualsiasi lago, stagno o mare ha profondità diverse nelle diverse parti dell'area che occupa. Le catene alimentari detritiche in un serbatoio predominano nella colonna d'acqua in cui la luce solare non penetra. I residui organici di origine vegetale e animale fungono da produttori. Crostacei e batteri diventano consumatori di primo ordine. Questi stessi detritivori diventano spesso cibo per consumatori del primo e del secondo ordine della catena alimentare trofica.

Variabilità negli ecosistemi

È quasi impossibile trovare uno specchio d'acqua, salato o dolce, in cui ogni anello della catena alimentare sia rappresentato da una sola specie animale o vegetale. Un simile ecosistema è destinato all'estinzione, poiché l'assenza di un elemento porta all'interruzione della catena alimentare nel bacino. Se ogni collegamento è riempito con diverse specie di animali o piante, tale sistema è stabile, poiché l'assenza dell'uno o dell'altro componente viene sostituita o integrata da un'altra. Le popolazioni annuali contengono un numero diverso di individui ogni anno. E solo grazie alla diversità delle specie la catena alimentare non si interrompe e l’ecosistema non viene distrutto.

Molecole organiche, sintetizzati dagli autotrofi, servono come fonte di nutrimento (materia ed energia) per gli animali eterotrofi. Questi animali, a loro volta, vengono mangiati da altri animali e in questo modo l'energia viene trasferita attraverso una serie di organismi, dove ciascuno successivo si nutre del precedente. Questa sequenza è chiamata catena alimentare e ogni anello della catena corrisponde a uno specifico livello trofico (dal greco trop - cibo). Il primo livello trofico è sempre composto da organismi autotrofi, detti produttori (dal latino producere - produrre). Il secondo livello sono gli erbivori (fitofagi), chiamati consumatori (dal latino consumo - “divoro”) del primo ordine; terzo livello (ad esempio predatori) - consumatori di secondo ordine, ecc.

Di solito in un ecosistema a volte 4-5 livelli trofici e raramente più di 6. Ciò è in parte dovuto al fatto che ad ogni livello si perde parte della materia e dell'energia (consumo incompleto del cibo, respirazione dei consumatori, morte “naturale” degli organismi, ecc.); tali perdite si riflettono nella figura e sono discusse più in dettaglio nell'articolo corrispondente. Tuttavia, ricerche recenti suggeriscono che la lunghezza delle catene alimentari è limitata anche da altri fattori. Forse un ruolo significativo è giocato dalla disponibilità del cibo preferito e del comportamento territoriale, che riduce la densità di insediamento degli organismi e, quindi, il numero di consumatori di ordine superiore in un particolare habitat. Di stime esistenti, in alcuni ecosistemi fino all'80% produzione primaria non consumato dai fitofagi. Il materiale vegetale morto diventa preda di organismi che si nutrono di detriti (detritivori) o riduttori (distruttori). In questo caso si parla di catene alimentari detritiche. Le catene alimentari detritiche predominano, ad esempio, nelle foreste pluviali tropicali.

Produttori

Quasi tutti i produttori- fotoautotrofi, cioè piante verdi, alghe e alcuni procarioti, come i cianobatteri (un tempo chiamati alghe blu-verdi). Il ruolo dei chemioautotrofi su scala della biosfera è trascurabile. Le alghe microscopiche e i cianobatteri che compongono il fitoplancton sono i principali produttori di ecosistemi acquatici. Al contrario, il primo livello trofico degli ecosistemi terrestri è dominato da grandi piante, ad esempio alberi nelle foreste, erbe nelle savane, steppe, campi, ecc.

Consumatori di primo ordine

Sulla terra i principali fitofagi- insetti, rettili, uccelli e mammiferi. In fresco e acqua di mare si tratta solitamente di piccoli crostacei (dafnie, ghiande di mare, larve di granchio, ecc.) e bivalvi; la maggior parte di essi sono filtratori, che filtrano i produttori, come descritto nell'articolo corrispondente. Insieme ai protozoi, molti di loro fanno parte dello zooplancton, una raccolta di microscopici eterotrofi alla deriva che si nutrono di fitoplancton. La vita degli oceani e dei laghi dipende quasi interamente dagli organismi planctonici, che costituiscono praticamente l'inizio di tutte le catene alimentari in questi ecosistemi.

Consumatori del secondo, terzo e successivi ordini

Consumatori di secondo ordine Si nutrono di fitofagi, cioè sono organismi carnivori. Anche i consumatori di terzo ordine e i consumatori di ordine superiore sono carnivori. Questi consumatori possono essere suddivisi in diversi gruppi ecologici:

Ecco due esempi basati su catena alimentare della fotosintesi:

Pianta (foglie) -> Lumaca -» Rana -» Serpente -* -» Ermellino

Pianta (linfa del floema) -» Afidi -> Coccinella-> -» Ragno -^ Storno -> Falco