Хранителни вериги за животни. Хранителна верига: примери
Цел:разширяване на знанията за биотичните фактори на околната среда.
Оборудване:хербарни растения, препарирани хордови (риби, земноводни, влечуги, птици, бозайници), колекции от насекоми, мокри животински препарати, илюстрации на различни растения и животни.
Напредък:
1. Използвайте оборудването и съставете две електрически вериги. Не забравяйте, че веригата винаги започва с производител и завършва с разлагащ.
растения → насекоми→гущер → бактерии
растения → скакалец→ жаба → бактерии
Припомнете си наблюденията си в природата и направете две хранителни вериги. Знак производители, потребители (1-ви и 2-ри ред), разлагащи.
Виолетово → Springtails→хищни акари→месоядни стоножки→ бактерии
Производител - потребител1 - потребител2 - потребител2 - разлагащ
зеле→ плужек→ жаба →бактерии
Производител - потребител1 - потребител2 - разлагащ
Какво е хранителна верига и какво стои в основата й? Какво определя устойчивостта на биоценозата? Формулирайте заключение.
Заключение:
храна (трофичен) верига- редове от видове растения, животни, гъби и микроорганизми, които са свързани помежду си чрез взаимоотношения: храна - потребител (последователност от организми, в които има поетапен трансфер на материя и енергия от източник към потребител). Организмите от следващата връзка изяждат организмите от предишната връзка и по този начин се осъществява верижен трансфер на енергия и материя, който е в основата на цикъла на веществата в природата. При всяко прехвърляне от връзка към връзка, голяма част (до 80-90%) от потенциалната енергия се губи, разсейвайки се под формата на топлина. Поради тази причина броят на звената (видовете) в хранителната верига е ограничен и обикновено не надвишава 4-5. Устойчивостта на биоценозата се определя от разнообразието на нейния видов състав. производители- организми, способни да синтезират органични вещества от неорганични, т.е. всички автотрофи. Потребители- хетеротрофи, организми, които консумират готови органични вещества, създадени от автотрофи (производители). За разлика от редукторите
, потребителите не могат да разграждат органичните вещества до неорганични. Разлагачи- микроорганизми (бактерии и гъбички), които унищожават мъртвите останки на живи същества, превръщайки ги в неорганични и прости органични съединения.3. Назовете организмите, които трябва да бъдат на липсващото място в следните хранителни вериги.
1) Паяк, лисица
2) гъсеница дървояд, змия ястреб
3) гъсеница
4. От предложения списък с живи организми направете хранителна мрежа:
трева, горски храст, муха, синигер, жаба, змия, заек, вълк, гниещи бактерии, комар, скакалец.Посочете количеството енергия, което преминава от едно ниво на друго.
1. Трева (100%) - скакалец (10%) - жаба (1%) - вече (0,1%) - гниещи бактерии (0,01%).
2. Храст (100%) - заек (10%) - вълк (1%) - гниещи бактерии (0,1%).
3. Трева (100%) - муха (10%) - синигер (1%) - вълк (0,1%) - гниещи бактерии (0,01%).
4. Трева (100%) - комар (10%) - жаба (1%) - вече (0,1%) - гниещи бактерии (0,01%).
5. Познавайки правилото за пренос на енергия от едно трофично ниво на друго (около 10%), изградете пирамида на биомаса от третата хранителна верига (задача 1). Растителната биомаса е 40 тона.
Трева (40 тона) - скакалец (4 тона) - врабче (0,4 тона) - лисица (0,04).
6. Заключение: какво отразяват правилата на екологичните пирамиди?
Правилото на екологичните пирамиди много условно предава модела на пренос на енергия от едно ниво на хранене към следващото, в хранителната верига. За първи път тези графични модели са разработени от К. Елтън през 1927 г. Според този модел общата маса на растенията трябва да бъде с порядък по-голяма от тази на тревопасните животни, а общата маса на тревопасните животни трябва да бъде с порядък по-голяма от хищниците от първо ниво и т.н. до самия край на хранителната верига.
Лаборатория №1
Тема: Изучаване на строежа на растителни и животински клетки под микроскоп
Обективен:да се запознаят със структурните особености на клетките на растенията и животинските организми, да покажат фундаменталното единство на тяхната структура.
Оборудване:микроскоп , кожа от луковици , епителни клетки от човешката устна кухина, чаена лъжичка, покривно и предметно стъкло, синьо мастило, йод, тетрадка, химикал, молив, линийка
Напредък:
1. Отделете част от кожата, която го покрива, от люспите на луковицата и я поставете върху предметно стъкло.
2. Нанесете капка слаб воден разтвор на йод върху препарата. Покрийте образеца с покривно стъкло.
3. Отстранете малко слуз от вътрешната страна на бузата с чаена лъжичка.
4. Поставете слайма върху предметно стъкло и оцветете със синьо мастило, разредено във вода. Покрийте образеца с покривно стъкло.
5. Разгледайте двата препарата под микроскоп.
6. Запишете резултатите от сравнението в таблици 1 и 2.
7. Направете заключение за свършената работа.
Вариант номер 1.
Таблица № 1 "Прилики и разлики между растителни и животински клетки."
| Характеристики на структурата на клетката | растителна клетка | клетка за животни |
| Снимка | ||
| прилики | Ядро, цитоплазма, клетъчна мембрана, митохондрии, рибозоми, комплекс Голджи, лизозоми, самообновяване, способности за саморегулация. | Ядро, цитоплазма, клетъчна мембрана, митохондрии, рибозоми, лизозоми, комплекс Голджи, самообновяване, способности за саморегулация. |
| Характеристики на разликата | Има пластиди (хлоропласти, левкопласти, хромопласти), вакуола, дебела клетъчна стена, състояща се от целулоза, способна на фотосинтеза. Вакуола - съдържа клетъчен сок и в него се натрупват токсични вещества (листа от растения). | Центриол, еластична клетъчна стена, гликокаликс, реснички, камшичета, хетеротрофи, запасно вещество - гликоген, интегрални клетъчни реакции (пиноцитоза, ендоцитоза, екзоцитоза, фагоцитоза). |
Вариант номер 2.
Таблица № 2 "Сравнителни характеристики на растителни и животински клетки."
| клетки | Цитоплазма | Ядро | Плътна клетъчна стена | пластиди |
| Зеленчук | Цитоплазмата се състои от гъста, вискозна субстанция, в която са разположени всички останали части на клетката. Има специален химичен състав. В него протичат различни биохимични процеси, които осигуряват жизнената дейност на клетката. В живата клетка цитоплазмата непрекъснато се движи, тече през целия обем на клетката; може да се увеличи по размер. | съдържа генетична информация, която изпълнява основните функции: съхранение, предаване и внедряване на наследствена информация с осигуряване на протеинов синтез. | Има дебела клетъчна стена, изградена от целулоза. | Присъстват пластиди (хлоропласти, левкопласти, хромопласти). Хлоропластите са зелени пластиди, открити във фотосинтезиращи еукариотни клетки. Те се използват за фотосинтеза. Хлоропластите съдържат хлорофил, образуването на нишесте с освобождаване на кислород. Левкопласти - синтезират и натрупват нишесте (така наречените амилопласти), мазнини, протеини. Те се намират в растителни семена, корени, стъбла и цветни венчелистчета (привличат насекоми за опрашване). Хромопласти - съдържат само жълти, оранжеви и червеникави пигменти от редица каротини. Те се намират в плодовете на растенията, придават цвят на зеленчуци, плодове, горски плодове и цветни листенца (привличат насекоми и животни за опрашване и разпространение в природата). |
| Животно | Той присъства, състои се от колоиден разтвор на протеини и други органични вещества, 85% от този разтвор е вода, 10% са протеини и 5% са други съединения. | съдържащи генетична информация (ДНК молекули), изпълняващи основните функции: съхранение, предаване и внедряване на наследствена информация с осигуряване на протеинов синтез. | Присъства, еластична клетъчна стена, гликаликс | Не. |
4. Формулирайте заключение.
Заключение: _Всички растения и животни са изградени от клетки. Клетката е елементарна единица на структурата и жизнената дейност на всички живи организми. Растителната клетка има дебела целулозна мембрана, вакуола и пластиди; животните, за разлика от растенията, имат тънка гликогенна мембрана (извършва пиноцитоза, ендоцитоза, екзоцитоза, фагоцитоза), и няма вакуоли (с изключение на протозоите).
Лаборатория №2
Енергията на слънцето играе огромна роля за възпроизводството на живота. Количеството на тази енергия е много високо (около 55 kcal на 1 cm2 годишно). От това количество производителите - зелените растения - в резултат на фотосинтезата фиксират не повече от 1-2% от енергията, а пустините и океаните - стотни от процента.
Броят на връзките в хранителната верига може да е различен, но обикновено са 3-4 (рядко 5). Факт е, че толкова малко енергия се доставя на крайното звено на хранителната верига, че няма да е достатъчно, ако броят на организмите се увеличи.
Ориз. 1. Хранителни вериги в сухоземната екосистема
Съвкупността от организми, обединени от един вид храна и заемащи определена позиция в хранителната верига, се нарича трофично ниво.Организмите, които получават енергията си от Слънцето през същия брой стъпки, принадлежат към едно и също трофично ниво.
Най-простата хранителна верига (или хранителна верига) може да се състои от фитопланктон, последван от по-големи тревопасни планктонни ракообразни (зоопланктон), а веригата завършва с кит (или малки хищници), които филтрират тези ракообразни от водата.
Природата е сложна. Всички негови елементи, живи и неживи, са едно цяло, комплекс от взаимодействащи и взаимосвързани явления и същества, приспособени едно към друго. Това са брънки от една и съща верига. И ако поне една такава връзка бъде премахната от общата верига, резултатите могат да бъдат неочаквани.
Прекъсването на хранителните вериги може да има особено отрицателно въздействие върху горите, независимо дали са горски биоценози в умерения пояс или биоценози на тропическите гори, които са богати на видово разнообразие. Много видове дървета, храсти или тревисти растения използват услугите на определен опрашител - пчели, оси, пеперуди или колибри, които живеят в ареала на този растителен вид. Веднага щом последното цъфтящо дърво или тревисто растение умре, опрашителят ще бъде принуден да напусне това местообитание. В резултат на това фитофагите (тревопасни животни), които се хранят с тези растения или плодове на дървото, ще умрат. Хищниците, които ловуват фитофаги, ще останат без храна и тогава промените последователно ще засегнат останалата част от хранителната верига. В резултат на това те ще засегнат и човек, тъй като той има свое специфично място в хранителната верига.
Хранителните вериги могат да бъдат разделени на два основни типа: пасищни и детритни. Цените на храните, които започват с автотрофни фотосинтезиращи организми, се наричат пасище,или вериги за хранене.На върха на пасищната верига са зелените растения. Фитофагите обикновено се намират на второто ниво на пасищната верига; животни, които се хранят с растения. Пример за пасищна хранителна верига е връзката между организмите в заливна ливада. Такава верига започва с ливадно цъфтящо растение. Следващата връзка е пеперуда, която се храни с нектара на цвете. След това идва обитателят на влажните местообитания - жабата. Защитната му окраска й позволява да дебне жертвата, но не я спасява от друг хищник – смок. Чаплата, уловила змията, затваря хранителната верига в заливната поляна.
Ако хранителната верига започва с мъртви растителни остатъци, трупове и животински екскременти - детрит, се нарича детрит, или верига на разлагане.Терминът "детрит" означава продукт на гниене. Заимствано е от геологията, където продуктите от разрушаването на скалите се наричат детрит. В екологията детритът е органичната материя, участваща в процеса на разлагане. Такива вериги са характерни за общностите на дъното на дълбоки езера и океани, където много организми се хранят с детрит, образуван от мъртви организми от горните осветени слоеве на резервоара.
В горските биоценози детритната верига започва с разлагането на мъртва органична материя от животни-сапрофаги. Най-активно участие в разграждането на органичните вещества вземат почвените безгръбначни (членестоноги, червеи) и микроорганизмите. Има и големи сапрофаги - насекоми, които подготвят субстрата за организми, които извършват процеси на минерализация (за бактерии и гъбички).
За разлика от пасищната верига, размерът на организмите не се увеличава, когато се движат по детритната верига, а напротив, намалява. Така че насекомите-гробари могат да стоят на второ ниво. Но най-типичните представители на детритната верига са гъбичките и микроорганизмите, които се хранят с мъртва материя и завършват процеса на биоорганично разлагане до състояние на най-простите минерални и органични вещества, които след това се консумират в разтворена форма от корените на зелените растения при върха на пасищната верига, като по този начин започва нов кръг на движение на материята.
В някои екосистеми преобладават пасищните вериги, в други – детриталните вериги. Например гората се счита за екосистема, доминирана от детритни вериги. В екосистемата на гниещи пънове изобщо няма верига за паша. В същото време, например, в екосистемите на морската повърхност почти всички производители, представени от фитопланктон, се консумират от животни и техните трупове потъват на дъното, т.е. напуснете публикуваната екосистема. Тези екосистеми са доминирани от паша или паша на хранителни вериги.
Общо правилоотносно всякакви хранителната верига,гласи: на всяко трофично ниво на общността по-голямата част от енергията, погълната с храната, се изразходва за поддържане на живота, разсейва се и вече не може да се използва от други организми. По този начин храната, консумирана на всяко трофично ниво, не се усвоява напълно. Значителна част от него се изразходва за метаболизма. С прехода към всяко следващо звено в хранителната верига общото количество използваема енергия, прехвърлена към следващото по-високо трофично ниво, намалява.
Тема на урока:„Кой какво яде? Хранителни вериги.
Тип урок:изучаване на нов материал.
Учебник: „Светът около нас, 3 клас, част 1“ (автор А. А. Плешаков)
Цели и задачи на урока
Цел:да се обобщят знанията на учениците за разнообразието на животинския свят, за групите животни по начин на хранене, за хранителните вериги, за размножаването и етапите на развитие, приспособяване към защита от неприятели и защита на животните.
Задачи:
1. Допринасят за обогатяването и развитието на субективните представи за живота на животните.
2. Допринесете за формирането на способността на децата да съставят, "четат", схеми и да моделират екологични връзки.
3. Да насърчава развитието на умения и способности за самостоятелна и групова работа.
4. Създават условия за развитие на логическото мислене;
5. Култивирайте чувство за отговорност към всичко живо, което ни заобикаля, чувство за любов към природата.
Урочно оборудване
Компютър.
Листове със задачи Карти с пъзели.
Мултимедиен проектор.
Учебник: Плешаков А.А. Светът около нас. - М., Просвещение, 2007.
дъска
По време на часовете.
1 .Организиране на времето.
2. Докладване на темата на урока и поставяне на проблема.
(Слайд 1 на приложението)
Момчета, погледнете внимателно слайда. Помислете как са свързани тези представители на дивата природа. Кой ще определи темата на нашия урок на този слайд?
(Ще говорим за това кой как се храни.)
Правилно! Ако внимателно разгледате слайда, можете да видите, че всички елементи са свързани със стрелки във верига според метода на хранене. В екологията такива вериги се наричат екологични вериги или хранителни вериги. Оттук и темата на нашия урок „Кой какво яде? Хранителни вериги".
3. Актуализация на знанията.
За да проследим различни хранителни вериги, опитайте се сами да ги съставим, трябва да помним кой как се храни. Да започнем с растенията. Какво е естеството на диетата им? Кажете въз основа на таблицата.
(Слайд 3 на приложението)
(Растенията получават въглероден диоксид от въздуха. Те абсорбират вода и разтворени в нея соли от почвата с корените си. Под въздействието на слънчевата светлина растенията превръщат въглеродния диоксид, водата и солите в захар и нишесте. Тяхната особеност е, че те сами приготвят храна.)
А сега нека си припомним на кои групи се делят животните според начина на хранене и по какво се различават едно от друго.
(Тревопасните животни се хранят с растителна храна. Насекомоядните ядат насекоми. Хищните животни ядат месото на други животни, поради което се наричат още месоядни. Всеядните ядат растителна и животинска храна.)
(Слайд 4 на приложението)
4. Откриване на нови знания .
Хранителните вериги са хранителните връзки на всички живи същества. В природата има много хранителни вериги. В гората те са сами, напълно различни на поляната и в резервоара, третият на полето и в градината. Каня ви да играете ролята на учени по околната среда и да участвате в търсещи дейности. Всички групи ще отидат на различни места. Ето и маршрутите на еколозите.
(Слайд 5 на приложението)
Къде трябва да работите, ще реши жребият.
Каня по един човек от всяка група и те изваждат картонче с името на мястото. Същите деца получават листове със стрелки и по 4 карти с изображение на растения и животни.
Сега чуйте задачата. Всяка група, използвайки карти, трябва да направи хранителна верига. Картите са прикрепени към листа със стрелки с кламери. Незабавно се договорете кой ще представлява вашата верига пред класа. Помислете за всички карти, които ще ви трябват.
По сигнал момчетата започват да работят на групи. За рано завършилите се предлагат гатанки.
(Слайд 6 на приложението)
Всички готови вериги се окачват на дъската.
В гората расте бор. Корояда живее под кората на бор и се храни с нея. От своя страна короятният бръмбар е храна за кълвачите. Имахме допълнителна снимка - коза. Това е домашен любимец и не е част от тази хранителна верига.
Нека проверим момчетата.
(Слайд 7 на приложението)
Други групи обясняват своите вериги по същия начин.
2) Поле: ръж - мишка - змия (екстра - риба).
(Слайд 8 на приложението)
3) Градина: зеле - охлюви - жаба (екстра - мечка).
(Слайд 9 на приложението)
4) Градина: ябълково дърво - ябълкова листна въшка - калинка (екстра - лисица).
(Слайд 10 на приложението)
5) Езерце: водорасли - каракуда - щука (екстра - заек).
(Слайд 11 на приложението)
Всички вериги са на платката. Нека видим от какви връзки се състоят. Какво има на всяка маса? Какво е първо? На второто? На третия?
(Растение. Тревопасно животно. Месоядно, насекомоядно или всеядно животно.)
5. Първично затвърждаване на знанията.
1. Работа по учебника.стр.96-97.
А сега, момчета, нека се запознаем с обучителната статия и да се тестваме. Децата отварят учебника с. 96-97 и прочетете наум статията „Хранителни вериги“.
- Какви хранителни вериги са дадени в учебника?
Аспен - заек - вълк.
Дъбове - горски мишки - сови.
Какъв е редът на връзките в хранителната верига?
I връзка - растения;
II връзка - тревопасни животни;
III връзка - останалите животни.
(Слайд 12 на приложението)
2) Повторение на правилата за поведение в гората.
Ето ни в гората. Вслушайте се в звуците на гората, вижте многообразието на нейните обитатели. Знаете ли как да се държите в гората?
1. Не чупете клони на дървета и храсти.
2. Не късайте и не тъпчете цветя и лечебни растения.
3. Не хващайте пеперуди, водни кончета и други насекоми.
4. Не унищожавайте жаби, жаби.
5. Не пипайте птичи гнезда.
6. Не носете животни вкъщи от гората.
Слайд 6 (приложение) се отваря с изображения на бухал, мишки и жълъди. Учениците създават хранителна верига чрез движещи се картинки.
Кой е по-голям в тази хранителна верига?
Най-големият от всички е бухалът, а мишката е по-голяма от жълъда.
Ако имахме магическа везна и претеглихме всички сови, мишки и жълъди, щеше да се окаже, че жълъдите са по-тежки от мишките, а мишките са по-тежки от совите. Защо мислиш?
Защото в гората има много жълъди, много мишки и малко сови.
И това не е случайно. В крайна сметка една сова се нуждае от много мишки, за да се храни, а една мишка има нужда от много жълъди. Получава се екологична пирамида.
Общо заключение :
Всичко в природата е взаимосвързано. Хранителните мрежи се преплитат и образуват хранителна мрежа. Растенията и животните образуват екологични пирамиди. В основата са разположени растения, а на върха са хищни животни.
6 .Въведение в концепцията за „електрическа мрежа“
Хранителните вериги в природата не са толкова прости, колкото в нашия пример. Зайците могат да се ядат и от други животни. Който? (лисица, рис, вълк)
Мишка може да стане плячка за лисица, бухал, рис, дива свиня, таралеж.
Много тревопасни животни служат като храна за различни хищници.
Следователно хранителните вериги са разклонени, те могат да се преплитат помежду си, образувайки сложна хранителна мрежа.
7. Проблемна ситуация .
Момчета, какво ще стане, ако всички дървета, които заекът яде, изчезнат от гората? (Заекът няма да има какво да яде)
- И ако няма зайци? (Тогава няма да има храна и за лисицата, и за вълка)
Какво ще стане с веригата? (Тя ще се срине)
Какъв извод може да се направи? (Ако унищожите поне една връзка във веригата, тогава цялата верига ще се срине.)
8. Направете няколко възможни хранителни вериги
9. Резултатът от урока. Обобщение по темата.
Отражение.
„Изговорете изречението.“
Животните и растенията са взаимосвързани в ……………………
В сърцето на хранителната верига са ………………………………..
И завършват веригата - ……………………………………… ..
В природата хранителните вериги се преплитат, образувайки
…………………………………………
домашно приготвениупражнение.
1. Подгответе съобщение за един от приятелите на Birch;
2. Изпълнете задачи № 4 от помагалото „Околонящият свят“ (фигурата показва парцел от градината. Съставете няколко възможни хранителни вериги).
Въпрос 28. Хранителна верига. Видове хранителни вериги.
ХРАНИТЕЛНА ВЕРИГА(трофична верига, хранителна верига), връзката на организмите чрез връзката храна - потребител (някои служат като храна за други). В този случай трансформацията на материя и енергия от производители(първични производители) чрез потребители(потребители) към разлагачи(преобразуватели на мъртва органика в неорганични вещества, усвоими от производителите). Има 2 вида хранителни вериги - пасищни и детритни. Веригата на пасищата започва със зелени растения, преминава към пасящи тревопасни животни (консуматори от 1-ви ред) и след това до хищници, които ловуват тези животни (в зависимост от мястото във веригата - консуматори от 2-ри и следващите редове). Детритната верига започва с детрит (продукт на органично разпадане), отива до микроорганизми, които се хранят с него, и след това до хранители на детрит (животни и микроорганизми, участващи в процеса на разлагане на умираща органична материя).
Пример за пасищна верига е нейният многоканален модел в африканската савана. Първични производители са треви и дървета, консументи от 1-ви ред са тревопасни насекоми и тревопасни (копитни, слонове, носорози и др.), 2-ри ред са хищни насекоми, 3-ти ред са месоядни влечуги (змии и др.), 4-ти - хищни бозайници и хищни птици. От своя страна детритоядните (бръмбари скарабеи, хиени, чакали, лешояди и др.) на всеки етап от пасищната верига унищожават трупове на мъртви животни и остатъци от храна на хищници. Броят на индивидите, включени в хранителната верига, постоянно намалява във всяка от нейните връзки (правилото на екологичната пирамида), т.е. броят на жертвите всеки път значително надвишава броя на техните потребители. Хранителните вериги не са изолирани една от друга, а се преплитат една в друга, образувайки хранителни мрежи.
Въпрос 29. За какво се използват екологичните пирамиди, назовете ги.
екологична пирамида- графични изображения на връзката между производители и консументи от всички нива (тревопасни животни, хищници; видове, които се хранят с други хищници) в екосистемата.
Американският зоолог Чарлз Елтън предложи през 1927 г. да се изобразят схематично тези взаимоотношения.
В схематично представяне всяко ниво е показано като правоъгълник, дължината или площта на който съответства на числените стойности на връзката на хранителната верига (пирамидата на Елтън), тяхната маса или енергия. Правоъгълниците, подредени в определена последователност, образуват пирамиди с различни форми.
Основата на пирамидата е първото трофично ниво - нивото на производителите, следващите етажи на пирамидата се формират от следващите нива на хранителната верига - консументи от различни разряди. Височината на всички блокове в пирамидата е еднаква, а дължината е пропорционална на броя, биомасата или енергията на съответното ниво.
Екологичните пирамиди се разграничават в зависимост от показателите, на базата на които се изгражда пирамидата. В същото време за всички пирамиди се установява основното правило, според което във всяка екосистема има повече растения, отколкото животни, тревопасни, отколкото месоядни, насекоми, отколкото птици.
Въз основа на правилото на екологичната пирамида е възможно да се определят или изчисляват количествените съотношения на различни растителни и животински видове в естествени и изкуствено създадени екологични системи. Например, 1 кг от масата на морско животно (тюлен, делфин) се нуждае от 10 кг изядена риба, а тези 10 кг вече се нуждаят от 100 кг от храната си - водни безгръбначни, които от своя страна трябва да изядат 1000 кг водорасли и бактерии, за да образуват такава маса. В този случай екологичната пирамида ще бъде стабилна.
Въпреки това, както знаете, има изключения от всяко правило, които ще бъдат разгледани във всеки тип екологични пирамиди.
Първите екологични схеми под формата на пирамиди са построени през двадесетте години на ХХ век. Чарлз Елтън. Те се основават на полеви наблюдения на редица животни от различни размери. Елтън не включва първичните производители в тях и не прави никаква разлика между детритофаги и разлагащи. Той обаче отбеляза, че хищниците обикновено са по-големи от плячката си и осъзна, че такова съотношение е изключително специфично само за определени размерни класове животни. През 40-те години на миналия век американският еколог Реймънд Линдеман прилага идеята на Елтън към трофичните нива, като се абстрахира от специфичните организми, които ги изграждат. Въпреки това, ако е лесно да се разпределят животните в класове по размер, тогава определянето към кое трофично ниво принадлежат е много по-трудно. Във всеки случай това може да стане само по много опростен и обобщен начин. Хранителните съотношения и ефективността на трансфера на енергия в биотичния компонент на една екосистема традиционно се изобразяват като стъпаловидни пирамиди. Това осигурява ясна основа за сравняване на: 1) различни екосистеми; 2) сезонни състояния на една и съща екосистема; 3) различни фази на промяна на екосистемата. Има три вида пирамиди: 1) пирамиди от числа, базирани на преброяване на организми от всяко трофично ниво; 2) пирамиди на биомаса, които използват общата маса (обикновено суха) на организмите на всяко трофично ниво; 3) енергийни пирамиди, като се отчита енергийната интензивност на организмите на всяко трофично ниво.
Видове екологични пирамиди
пирамиди от числа- на всяко ниво броят на отделните организми се отлага
Пирамидата от числа отразява ясен модел, открит от Елтън: броят на индивидите, които съставляват последователна поредица от връзки от производители към потребители, непрекъснато намалява (фиг. 3).
Например, за да нахраните един вълк, имате нужда от поне няколко заека, които той може да ловува; за да нахраните тези зайци, имате нужда от доста голям брой различни растения. В този случай пирамидата ще изглежда като триъгълник с широка основа, стеснена нагоре.
Тази форма на числова пирамида обаче не е типична за всички екосистеми. Понякога те могат да бъдат обърнати или обърнати. Това се отнася за горските хранителни вериги, когато дърветата служат като производители, а насекомите като първични консуматори. В този случай нивото на първичните потребители е числено по-богато от нивото на производителите (голям брой насекоми се хранят на едно дърво), така че пирамидите от числа са най-малко информативни и най-малко показателни, т.е. броят на организмите от едно и също трофично ниво до голяма степен зависи от техния размер.
пирамиди от биомаса- характеризира общата суха или мокра маса на организмите на дадено трофично ниво, например в единици маса на единица площ - g / m 2, kg / ha, t / km 2 или на обем - g / m 3 (фиг. 4)
Обикновено в сухоземните биоценози общата маса на производителите е по-голяма от всяка следваща връзка. На свой ред общата маса на потребителите от първи ред е по-голяма от тази на потребителите от втори ред и т.н.
В този случай (ако организмите не се различават твърде много по размер), пирамидата също ще изглежда като триъгълник с широка основа, стесняваща се нагоре. Има обаче значителни изключения от това правило. Например в моретата биомасата на тревопасния зоопланктон е значително (понякога 2-3 пъти) по-голяма от биомасата на фитопланктона, който е представен главно от едноклетъчни водорасли. Това се обяснява с факта, че водораслите много бързо се изяждат от зоопланктона, но много високата скорост на делене на клетките им ги предпазва от пълно изяждане.
Като цяло, сухоземните биогеоценози, където производителите са големи и живеят относително дълго, се характеризират с относително стабилни пирамиди с широка основа. Във водните екосистеми, където производителите са малки по размер и имат кратък жизнен цикъл, пирамидата на биомасата може да бъде обърната или обърната (насочена надолу). Така че в езерата и моретата масата на растенията надвишава масата на потребителите само през периода на цъфтеж (пролет), а през останалата част от годината ситуацията може да бъде обратна.
Пирамидите от числа и биомаса отразяват статиката на системата, т.е. характеризират броя или биомасата на организмите за определен период от време. Те не дават пълна информация за трофичната структура на екосистемата, но позволяват решаването на редица практически проблеми, особено тези, свързани с поддържането на стабилността на екосистемите.
Числената пирамида дава възможност например да се изчисли допустимата стойност на улов на риба или отстрел на животни по време на ловния период без последствия за нормалното им възпроизводство.
енергийни пирамиди- показва големината на енергийния поток или производителността на последователни нива (фиг. 5).
За разлика от пирамидите на числата и биомасата, които отразяват статиката на системата (броя на организмите в даден момент), пирамидата на енергията, отразяваща картината на скоростта на преминаване на маса от храна (количество енергия ) през всяко трофично ниво на хранителната верига, дава най-пълната картина на функционалната организация на общностите.
Формата на тази пирамида не се влияе от промените в размера и интензивността на метаболизма на индивидите и ако се вземат предвид всички източници на енергия, тогава пирамидата винаги ще има типичен външен вид с широка основа и заострен връх. Когато се изгражда енергийна пирамида, към нейната основа често се добавя правоъгълник, показващ притока на слънчева енергия.
През 1942 г. американският еколог Р. Линдеман формулира закона на пирамидата на енергиите (законът на 10 процента), според който средно около 10% от енергията, получена от предишното ниво на екологичната пирамида, преминава от един трофично ниво през хранителни вериги до друго трофично ниво. Останалата част от енергията се губи под формата на топлинно излъчване, движение и др. Организмите, в резултат на метаболитни процеси, губят около 90% от цялата енергия, която се изразходва за поддържане на жизнената им активност във всяка връзка от хранителната верига.
Ако заек изяде 10 кг растителна маса, собственото му тегло може да се увеличи с 1 кг. Лисица или вълк, изяждайки 1 кг заек, увеличават масата си само със 100 г. При дървесните растения този дял е много по-малък поради факта, че дървесината се усвоява слабо от организмите. За тревите и водораслите тази стойност е много по-висока, тъй като те нямат трудносмилаеми тъкани. Въпреки това, общата закономерност на процеса на пренос на енергия остава: много по-малко енергия преминава през горните трофични нива, отколкото през долните.
Хранителна или трофична вериганаречена връзка между различни групи организми (растения, гъби, животни и микроби), при които енергията се транспортира в резултат на изяждането на едни индивиди от други. Преносът на енергия е в основата на нормалното функциониране на една екосистема. Със сигурност тези понятия са ви познати от 9-ти клас на училището от курса по обща биология.
Индивидите от следващата връзка изяждат организмите от предишната връзка и по този начин материята и енергията се транспортират по веригата. Тази последователност от процеси е в основата на жизнения цикъл на веществата в природата. Струва си да се каже, че огромна част от потенциалната енергия (около 85%) се губи по време на прехвърлянето от една връзка към друга, тя се разсейва, т.е. разсейва се под формата на топлина. Този фактор е ограничаващ по отношение на дължината на хранителните вериги, които в природата обикновено имат 4-5 звена.
Видове хранителни отношения
В екосистемите органичната материя се произвежда от автотрофи (производители). Растенията от своя страна се ядат от тревопасни животни (консуматори от първи ред), които след това се изяждат от месоядни (консументи от втори ред). Тази 3-звенна хранителна верига е пример за правилна хранителна верига.
Разграничаване:
пасищни вериги
Трофичните вериги започват с авто- или хемотрофи (производители) и включват хетеротрофи под формата на потребители от различни порядки. Такива хранителни вериги са широко разпространени в сухоземните и морските екосистеми. Те могат да бъдат начертани и компилирани под формата на диаграма:
Производители —> Потребители от 1-ви ред —> Потребители от 1-ви ред —> Потребители от 3-ти ред.
Типичен пример е хранителната верига на ливадите (това може да бъде както горска зона, така и пустиня, в който случай ще се различават само биологичните видове на различните участници в хранителната верига и разклонението на мрежата от хранителни взаимодействия).
И така, с помощта на енергията на Слънцето цветето произвежда хранителни вещества за себе си, тоест е производител и първата връзка във веригата. Пеперуда, която се храни с нектара на това цвете, е консуматор от първия ред и втората връзка. Жабата, която също живее на поляната и е насекомоядно животно, яде пеперуда - третото звено във веригата, консуматор от втори ред. Жаба вече се поглъща - четвъртата връзка и потребител от III ред, ястребът се яде от ястреб - потребител от IV ред и петата, като правило, последната връзка в хранителната верига. Човек също може да присъства в тази верига като потребител.
Във водите на Световния океан автотрофите, представени от едноклетъчни водорасли, могат да съществуват само докато слънчевата светлина може да проникне през водния стълб. Това е дълбочина 150-200 метра. Хетеротрофите също могат да живеят в по-дълбоки слоеве, като се издигат на повърхността през нощта, за да се хранят с водорасли, а сутрин отново напускат обичайната дълбочина, като същевременно извършват вертикални миграции до 1 км на ден. На свой ред хетеротрофите, които са консуматори от следващи разреди, живеещи още по-дълбоко, сутрин се издигат до нивото на обитаване на консуматорите от първи ред, за да се хранят с тях.
Така виждаме, че в дълбоките водни тела, като правило, моретата и океаните, има такова нещо като „хранителна стълба“. Значението му се крие във факта, че органичните вещества, които се създават от водораслите в повърхностните слоеве на земята, се прехвърлят по хранителната верига до самото дъно. Като се има предвид този факт, мнението на някои еколози, че целият резервоар може да се счита за единна биогеоценоза, може да се счита за разумно.
Детритални трофични връзки
За да разберете какво представлява детритната хранителна верига, трябва да започнете със самата концепция за „детрит“. Детритът е съвкупност от останки от мъртви растения, трупове и крайни продукти от метаболизма на животните.
Детритните вериги са характерни за съобщества от вътрешни води, дъното на езера с голяма дълбочина и океани, много от чиито представители се хранят с детрит, образуван от останките на мъртви организми от горните слоеве или случайно попадащи в резервоар от екологични системи, разположени на земя, под формата например на листни отпадъци.
Дънните екологични системи на океаните и моретата, където няма производители поради липса на слънчева светлина, могат да съществуват само за сметка на детрита, чиято обща маса в Световния океан за една календарна година може да достигне стотици милиони тона.
Освен това детритните вериги са често срещани в горите, където значителна част от годишното увеличение на биомасата на производителите не може да бъде изядена директно от първата връзка на потребителите. Следователно той умира, образувайки отпадъци, които от своя страна се разлагат от сапротрофи и след това се минерализират от разлагачи. Гъбите играят важна роля в образуването на детрит в горските съобщества.
Хетеротрофите, които се хранят директно с детрит, са детритоядни. В сухоземните екологични системи детритоядните включват някои видове членестоноги, по-специално насекоми, както и пръстеновидни. Големи хранещи се с детрит сред птици (лешояди, врани) и бозайници (хиени) обикновено се наричат чистачи.
В екологичните системи на водите по-голямата част от хранещите се с детрит са водни насекоми и техните ларви, както и някои представители на ракообразните. Детритофагите могат да служат като храна за по-големи хетеротрофи, които от своя страна по-късно могат да станат храна за консуматори от по-висок порядък.
Връзките в хранителната верига се наричат още трофични нива. По дефиниция това е група организми, която заема определено място в хранителната верига и представлява източник на енергия за всяко от следващите нива – храна.
организми I трофично нивов пасищните хранителни вериги са първични производители, автотрофи, тоест растения, и хемотрофи - бактерии, които използват енергията на химичните реакции за синтезиране на органични вещества. В детритните системи автотрофите отсъстват и трофично ниво I на детритната трофична верига образува самия детрит.
последно, V трофично нивопредставени от организми, които консумират мъртва органична материя и крайни продукти на гниене. Тези организми се наричат деструктори или декомпозитори. Декомпозиторите са представени главно от безгръбначни, които са некро-, сапро- и копрофаги, използващи останки, отпадъци и мъртва органична материя като храна. Към тази група спадат и растенията сапрофаги, които разграждат листните отпадъци.
Нивото на деструкторите също включва хетеротрофни микроорганизми, способни да превръщат органичните вещества в неорганични (минерални), образувайки крайните продукти - въглероден диоксид и вода, които се връщат в екологичната система и отново влизат в естествения цикъл на веществата.
Значението на хранителните взаимоотношения
Сюжетът на чичо ваня. „Чичо Иван. Отношение към професора на др
Малкият Цахес, по прякор Цинобър
Майков, Аполон Николаевич - кратка биография