Ланцюжки живлення тварин. Харчовий ланцюг: приклади
Ціль:розширити знання про біотичні чинники середовища.
Обладнання:гербарні рослини, опудала хордових (риб, земноводних, плазунів, птахів, ссавців), колекції комах, вологі препарати тварин, ілюстрації різних рослин та тварин.
Хід роботи:
1. Використовуйте обладнання та складіть два ланцюги живлення. Пам'ятайте, що ланцюг завжди починається продуцентом та закінчується редуцентом.
Рослини → комахи→ящірка → бактерії
Рослини → коник→ жаба → бактерії
Згадайте свої спостереження у природі та складіть два ланцюги живлення. Підпишіть продуценти, консументи (1 та 2 порядки), редуценти.
Фіалки → Ногохвістки→хижі кліщі→хижі багатоніжки→ бактерії
Продуцент-консумент1-консумент2 - консумент2 - редуцент
Капуста→ слизень→ жаба →бактерії
Продуцент - консумент1 - консумент2 - редуцент
Що таке ланцюг живлення і що лежить у його основі? Чим визначається стійкість біоценозу? Сформулюйте висновок.
Висновок:
Харчова (трофічна) ланцюг- ряди видів рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів, які пов'язані один з одним відносинами: їжа – споживач (послідовність організмів, в якій відбувається поетапне перенесення речовини та енергії від джерела до споживача). Організми, наступної ланки поїдають організми попередньої ланки, і таким чином здійснюється ланцюгове перенесення енергії та речовини, що лежить в основі круговороту речовин у природі. При кожному перенесенні від ланки до ланки втрачається більшість (до 80-90 %) потенційної енергії, що розсіюється як тепла. З цієї причини кількість ланок (видів) у ланцюзі живлення обмежена і не перевищує зазвичай 4-5. Стійкість біоценозу визначається різноманітністю його видового складу. Продукти- організми, здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, тобто всі автотрофи. Консументи- гетеротрофи, організми, які споживають готові органічні речовини, створювані автотрофами (продуцентами). На відміну від редуцентів
Консументи не здатні розкладати органічні речовини до неорганічних. Редуценти- мікроорганізми (бактерії та гриби), що руйнують відмерлі залишки живих істот, що перетворюють їх на неорганічні та найпростіші органічні сполуки.3. Назвіть організми, які мають бути на пропущеному місці наступних харчових ланцюгів.
1) Павук, лисиця
2) деревоїд-гусениця, яструб-змієд
3) гусениця
4. Із запропонованого списку живих організмів скласти трофічну мережу:
трава, ягідний чагарник, муха, синиця, жаба, вуж, заєць, вовк, бактерії гниття, комар, коник.Вкажіть кількість енергії, яка переходить із одного рівня на інший.
1. Трава (100%) - коник (10%) - жаба (1%) - вже (0,1%) - бактерії гниття (0,01%).
2. Чагарник (100%) – заєць (10%) – вовк (1%) – бактерії гниття (0,1%).
3. Трава (100%) – муха (10%) – синиця (1%) – вовк (0,1%) – бактерії гниття (0,01%).
4. Трава (100%) – комар (10%) – жаба (1%) – вже (0,1%) – бактерії гниття (0,01%).
5. Знаючи правило переходу енергії з одного трофічного рівня на інший (близько 10%), побудуйте піраміду біомаси третього харчового ланцюга (завдання 1). Біомаса рослин складає 40 тонн.
Трава (40 тонн) - коник (4 тонни) - горобець (0,4 тонни) - лисиця (0,04).
6. Висновок: що відбивають правила екологічних пірамід?
Правило екологічних пірамід дуже умовно передає закономірність передачі енергії з одного рівня харчування на наступний, у харчовому ланцюжку. Вперше ці графічні моделі були розроблені Ч. Елтоном у 1927 році. За цією закономірністю сумарна маса рослин має бути на порядок більше рослиноїдних тварин, а сумарна маса рослиноїдних тварин на порядок більше хижаків першого рівня і т.д. до кінця харчової ланцюга.
Лабораторна робота №1
Тема: Вивчення будови рослинної та тваринної клітин під мікроскопом
Мета роботи:ознайомитися з особливостями будови клітин рослин та тварин організмів, показати важливу єдність їх будови.
Обладнання:мікроскоп , шкірка луски цибулини , епітеліальні клітини з порожнини рота людини, чайна ложечка, покривне та предметне скло, синє чорнило, йод, зошит, ручка, простий олівець, лінійка
Хід роботи:
1. Відокремте від луски цибулини шматочок шкірки, що покриває її, і помістіть його на предметне скло.
2. Нанесіть крапельку слабкого водяного розчину йоду на препарат. Накрийте препарат покривним склом.
3. Зніміть чайною ложечкою трохи слизу із внутрішньої сторони щоки.
4. Помістіть слиз на предметне скло і підфарбуйте розведеним у воді синім чорнилом. Накрийте препарат покривним склом.
5. Розгляньте обидва препарати під мікроскопом.
6. Результати порівняння занесіть до таблиць 1 та 2.
7. Зробіть висновок про виконану роботу.
Варіант №1.
Таблиця №1 «Подібності та відмінності рослинної та тваринної клітини».
| Особливості будови клітини | Рослинна клітина | Тваринна клітина |
| Малюнок | ||
| Риси схожості | Ядро, цитоплазма, клітинна мембрана, мітохондрій, рибосом, комплекс Гольджі, лізосоми, здатність до самооновлення, саморегуляції. | Ядро, цитоплазма, клітинна мембрана, мітохондрій, рибосоми, лізосоми, комплекс Гольджі, здатності до самооновлення, саморегуляції. |
| Риси відмінності | Є пластиди (хролопласти, лейкопласти, хромопласти), вакуоль, товста клітинна стінка що складається з целюлози, здатні до фотозінтезу. Вакуоль містить клітинний сік і в ній накопичуються токсичні речовини (листя рослин). | Центріоль, клітинна стінка еластична, глікокалікс, вії, джгутики, гетеротрофи, запасна речовина – глікоген, цілісні реакції клітини (піноцитоз, ендоцитоз, екзоцитоз, фагоцитоз). |
Варіант №2.
Таблиця №2 «Порівняльна характеристика рослинної та тваринної клітини».
| Клітини | Цитоплазма | Ядро | Щільна клітинна стінка | Пластиди |
| Рослинна | Цитоплазма складається з густої тягучої речовини, в якій розташовуються всі інші частини клітини. Вона має особливий хімічний склад. У ній протікають різні біохімічні процеси, що забезпечують життєдіяльність клітини. У живій клітині цитоплазма постійно рухається, перетікає по всьому об'єму клітини; вона може збільшуватися обсягом. | містить генетичну інформацію, що здійснює основні функції: зберігання, передача та реалізація спадкової інформації із забезпеченням синтезу білка. | Є товста клітинна стінка, що складається з целюлози. | Є пластиди (хролопласти, лейкопласти, хромопласти). Хлоропласти - зелені пластиди, які зустрічаються в клітинах фотосинтезуючих еукаріотів. З їхньою допомогою відбувається фотосинтез. Хлоропласти містять хлорофіл, утворення крохмалю з виділенням кисню. Лейкопласти-синтезують і накопичують крохмаль (так звані амілопласти), жири, білки. Зустрічаються в насінні рослин, коренях, стеблах та пелюстках квітів (приваблюють комах для запилення). Хромопласти - містять лише жовті, помаранчеві та червоні пігменти з ряду каротинів. Зустрічаються в плодах рослин, надають колір овочам, фруктам, ягодам і пелюстках квітів (приваблюють комах та тварин для запилення та поширення у природі). |
| Тваринна | Присутня вона складається з колоїдного розчину білків та інших органічних речовин 85 % цього розчину - вода, 10 % - білки та 5 % - інші сполуки. | містить генетичну інформацію (молекули ДНК), що здійснює основні функції: зберігання, передача та реалізація спадкової інформації із забезпеченням синтезу білка. | Присутня, клітинна еластична стінка, глікалікс | Ні. |
4. Сформулюйте висновок.
Висновок: _Всі рослини та тварини складаються з клітин. Клітина - елементарна одиниця будови та життєдіяльності всіх живих організмів. У рослинній клітині є товста целюлозна мембрана, вакуоль і пластиди, у тварин на відміну від рослин є тонка глікогенна мембрана (здійснює піноцитоз, ендоцитоз, екзоцитоз, фагоцитоз), та відсутні вакуолі (крім найпростіших).
Лабораторна робота №2
Величезну роль відтворенні життя грає енергія Сонця. Кількість цієї енергії дуже велике (приблизно 55 ккал на 1 см 2 на рік). З цієї кількості продуценти – зелені рослини – в результаті фотосинтезу фіксують не більше 1-2 % енергії, а пустелі та океан – соті частки відсотка.
Число ланок у харчовому ланцюгу може бути різним, але зазвичай їх 3-4 (рідше 5). Справа в тому, що до кінцевої ланки харчового ланцюга надходить так мало енергії, що її не вистачить у разі збільшення кількості організмів.
Рис. 1. Харчові ланцюги у наземній екосистемі
Сукупність організмів, об'єднаних одним типом харчування і які займають певне становище в харчовому ланцюзі, зветься трофічний рівень.До одного трофічного рівня належать організми, які отримують свою енергію від Сонця через однакову кількість щаблів.
Найпростіший харчовий ланцюг (або ланцюг харчування) може складатися з фітопланктону, потім йдуть більші травоїдні планктонні ракоподібні (зоопланктон), а закінчується ланцюг китом (або дрібними хижаками), які фільтрують цих ракоподібних із води.
Природа складна. Усі її елементи, живі та неживі, — одне ціле, комплекс пристосованих один до одного, взаємодіючих та взаємопов'язаних явищ та істот. Це ланки одного ланцюга. І якщо видалити із загального ланцюжка хоча б одну таку ланку, результати можуть бути непередбаченими.
Особливо негативно розрив ланцюгів живлення може позначитися на лісу — чи то лісові біоценози помірної зони, чи біоценози тропічного лісу, що відрізняються багатим видовим розмаїттям. Багато видів дерев, чагарників або трав'янистих рослин користуються послугами певного запилювача - бджоли, оси, метелика або колібрі, що мешкають у межах ареалу цього рослинного виду. Як тільки загине останнє квітуче дерево або трав'яниста рослина, запилювач змушений буде покинути це місце проживання. В результаті загинуть фітофаги (травоїдні), що харчуються цими рослинами або плодами дерева. Без пиші залишаться хижаки, що полювали на фітофагів, а далі зміни послідовно торкнуться інших ланок харчового ланцюга. У результаті вони позначаться і людині, оскільки він має своє певне місце у харчової ланцюга.
Харчові ланцюги можна розділити на два основні типи: пасовищну та детритну. Харчові ціні, які починаються з автотрофних фотосинтезуючих організмів, називаються пасовищними,або ланцюгами виїдання.На вершині пасовищного ланцюга стоять зелені рослини. З другого краю рівні пасовищної ланцюга зазвичай перебувають фітофаги, тобто. тварини, що харчуються рослинами. Прикладом пасовищного харчового ланцюга можуть бути взаємовідносини між організмами на заплавному лузі. Починається такий ланцюг із лугової квіткової рослини. Наступна ланка - метелик, який харчується нектаром квітки. Потім йде мешканець вологих місцеперебування - жаба. Її покровительское забарвлення дозволяє їй підстерегти жертву, але з рятує від іншого хижака — звичайного вужа. Чапля, спіймавши вужа, замикає харчовий ланцюг на заплавному лузі.
Якщо харчовий ланцюг починається з відмерлих залишків рослин, трупів та екскрементів тварин — детриту, вона називається детритної, або ланцюгом розкладання.Термін "детрит" означає продукт розпаду. Він запозичений із геології, де детритом називають продукти руйнування гірських порід. В екології детрит - це органічна речовина, залучена до процесу розкладання. Такі ланцюги характерні для угруповань дна глибоких озер, океанів, де багато організмів живляться за рахунок осідання детриту, утвореного відмерлими організмами верхніх освітлених шарів водойми.
У лісових біоценозах детритний ланцюг починається з розкладання мертвої органічної речовини тваринами-сапрофагами. Найбільш активну участь у розкладанні органіки тут беруть ґрунтові безхребетні тварини (членистоногі, черв'яки) та мікроорганізми. Є й великі сапрофаги — комахи, які готують субстрат для організмів, які здійснюють процеси мінералізації (для бактерій та грибів).
На відміну від пасовищного ланцюга розміри організмів під час руху вздовж детритного ланцюга не зростають, а, навпаки, зменшуються. Так, на другому рівні можуть стояти комахи-могильники. Але найбільш типовими представниками детритного ланцюга є гриби і мікроорганізми, що живляться мертвою речовиною і довершують процес розкладання біоорганіки до стану найпростіших мінеральних і органічних речовин, які потім у розчиненому вигляді споживаються корінням зелених рослин на вершині ланцюга пасовища, починаючи тим самим нове коло руху речовини.
У одних екосистемах переважають пасовищні, за іншими — детрітні ланцюги. Наприклад, ліс вважається екосистемою з величезним переважанням детритных ланцюгів. В екосистемі гниючого пня пасовищний ланцюг взагалі відсутній. У той самий час, наприклад, в екосистемах поверхні моря майже всі продуценти, представлені фітопланктоном, споживаються тваринами, які трупи опускаються на дно, тобто. йдуть виданої екосистеми. У таких екосистемах переважають пасовищні харчові ланцюги або ланцюги виїдання.
Загальне правило, що стосується будь-якої харчового ланцюга,говорить: кожному трофічному рівні суспільства більшість поглинається з їжею енергії витрачається підтримки життєдіяльності, розсіюється і більше може бути використана іншими організмами . Отже, спожита їжа кожному трофічному рівні асимілюється в повному обсязі. Значна її частина витрачається обмін речовин. При переході до кожної наступної ланки харчового ланцюга загальна кількість придатної для використання енергії, що передається на наступний, більш високий трофічний рівень, зменшується.
Тема урока:Хто що їсть? Ланцюги живлення».
Тип уроку:Вивчення нового матеріалу.
Підручник: "Світ навколо нас 3 клас 1 частина" (авт. А.А. Плешаков)
Цілі та завдання уроку
Ціль:узагальнити знання учнів про різноманітність тваринного світу, про групи тварин за типом харчування, про ланцюги харчування, про розмноження та стадії розвитку, пристосованість до захисту від ворогів та охорони тварин.
Завдання:
1. Сприяти збагаченню та розвитку суб'єктивних уявлень про життя тварин.
2. Сприяти формуванню вміння у дітей складати, "читати", схеми, моделювати екологічні зв'язки.
3. Сприяти розвитку умінь та навичок самостійної та групової роботи.
4. Створити умови у розвиток логічного мислення;
5. Виховувати почуття відповідальності за все живе, що оточує нас, почуття любові до природи.
Обладнання уроку
Комп'ютер.
Листи із завданнями.Картки з ребусами.
Мультимедійний проектор.
Підручник: Плєшаков А.А. Світ навколо нас. - М., Просвітництво, 2007р.
Дошка
Хід уроку.
1 . Організаційний момент.
2. Повідомлення теми уроку та постановка проблеми.
(Додаток слайд 1)
Діти, подивіться уважно на слайд. Подумайте, чим пов'язані між собою представники живої природи. Хто з цього слайду визначить тему нашого уроку?
(Ми говоритимемо про те, хто як харчується.)
Правильно! Якщо уважно подивитися на слайд, то видно, що всі предмети з'єднані стрілочками в ланцюжок за способом живлення. В екології такі ланцюжки називаються екологічними ланцюгами або ланцюгами живлення. Звідси тема нашого уроку Хто що їсть? Ланцюги живлення”.
3. Актуалізація знань.
Щоб простежити різні ланцюги харчування, спробувати їх скласти самим, нам треба згадати, а хто як харчується. Почнемо із рослин. У чому особливість їхнього харчування? Розкажіть, спираючись на таблицю.
(Додаток слайд 3)
(Рослини отримують з повітря вуглекислий газ. Корінням з ґрунту вони поглинають воду і розчинені в ній солі. Під дією сонячного світла рослини перетворюють вуглекислий газ, воду і солі на цукор і крохмаль. Їх особливість полягає в тому, що вони самі готують їжу.)
А тепер давайте згадаємо, на які групи за способом харчування діляться тварини і чим вони відрізняються одна від одної.
(Рослинноїдні тварини харчуються рослинною їжею. Комахоїдні поїдають комах. Хижі тварини харчуються плоттю інших тварин, тому ще називаються м'ясоїдними. Всеїдні тварини харчуються рослинною та тваринною їжею.)
(Додаток слайд 4)
4. Відкриття нового знання .
Ланцюги живлення – це зв'язки всього живого харчування. Ланцюгів харчування в природі дуже багато. У лісі вони одні, зовсім інші на лузі та у водоймі, треті в полі та в саду. Я пропоную вам виступити в ролі вчених-екологів та зайнятися пошуковою діяльністю. Усі групи вирушать у різні місця. Ось маршрути вчених-екологів.
(Додаток слайд 5)
Де вам доведеться працювати, вирішить жеребкування.
Від кожної групи запрошую по одній людині і вони витягують картку з назвою місця. Ці ж хлопці отримують листи зі стрілками та по 4 картки із зображенням рослин та тварин.
А тепер слухайте завдання. Кожна група, використовуючи картки, має скласти ланцюг живлення. Картки прикріплюються до аркуша зі стрілками скріпками. Відразу домовтеся, хто представлятиме ваш ланцюг класу. Подумайте, чи всі картки вам знадобляться.
За сигналом хлопці починають працювати у групах. Тим, хто закінчив раніше, пропонуються загадки.
(Додаток слайд 6)
Усі готові ланцюги розвішуються на дошці.
У лісі росте сосна. Під корою сосни живе жук-короїд і нею харчується. У свою чергу жук-короїд є їжею для дятлів. У нас була зайва картинка – коза. Це домашня тварина і в цей ланцюг харчування не входить.
Давайте перевіримо роботу хлопців.
(Додаток слайд 7)
Так само пояснюють свої ланцюги та інші групи.
2) Поле: жито – миша – змія (зайва – риба).
(Додаток слайд 8)
3) Город: капуста - слимаки - жаба (зайвий - ведмідь).
(Додаток слайд 9)
4) Сад: яблуня - яблунна попелиця - сонечко (зайва - лисиця).
(Додаток слайд 10)
5) Водойма: водорості – карась – щука (зайвий – заєць).
(Додаток слайд 11)
Усі ланцюги у нас на дошці. Давайте поспостерігаємо, з яких ланок вони складаються. Що є на кожній таблиці? Що стоїть на першому місці? На другому ? На третьому ?
(Рослина. Тварина рослиноїдна. Тварина хижа, комахоїдна або всеїдна.)
5. Первинне закріплення знання.
1.Робота за підручником. стр96-97.
А тепер, хлопці, давайте познайомимося зі статтею підручника та перевіримо себе. Діти відкривають підручник с. 96–97 і подумки читають статтю “Ланцюга живлення”.
– Які ланцюги живлення наведені у підручнику?
Осика – заєць – вовк.
Дуби – лісові миші – сови.
В якому порядку розташовані ланки в ланцюзі живлення?
I ланка – рослини;
II ланка - рослиноїдні тварини;
III ланка – інші тварини.
(Додаток слайд 12)
2) Повторення правил поведінки у лісі.
Ось ми й у лісі. Послухайте звуки лісу, подивіться різноманітність його мешканців. А чи знаєте ви, як треба поводитися в лісі?
1. Не ламати гілки дерев та чагарників.
2.Не зривати та затоптувати квіти та лікарські рослини.
3.Не ловити метеликів, бабок та інших комах.
4.Не знищувати жаб, жаб.
5.Не чіпати пташині гнізда.
6.Не приносити з лісу тварин додому.
Відкривається слайд 6 (додаток) із зображеннями сови, мишей та жолудів. Учні складають ланцюг живлення, переміщуючи картинки.
Хто більший у цьому ланцюгу харчування?
Найбільше – сова, а миша більша за жолудь.
Якби в нас були чарівні ваги, і ми б зважили всіх сов, мишей і жолуді, то виявилося б, що жолуді важчі за миші, а миші важчі за сов. Як ви вважаєте, чому?
Тому що жолудів у лісі дуже, дуже багато, мишей багато, а сов – мало.
І це невипадково. Адже одній сові для харчування треба багато мишей, а одній мишці – безліч жолудів. Виходить екологічна піраміда.
Узагальнюючий висновок :
У природі все пов'язано між собою. Мережі живлення переплітаються та утворюють харчову мережу. Рослини та тварини утворюють екологічні піраміди. У основі – рослини, але в вершині – хижі тварини.
6 .Знайомство з поняттям “мережа харчування”
Ланцюги живлення в природі не такі прості як у нашому прикладі. Зайця можуть їсти й інші тварини. Які? (лисиця, рись, вовк)
Миша може стати здобиччю лисиці, сови, рисі, кабана, їжака.
Багато рослиноїдних тварин служать їжею різним хижакам.
Тому ланцюги живлення розгалужені, можуть переплітатися між собою, утворюючи складну мережу харчування.
7.Проблемна ситуація .
Діти, що станеться, якщо в лісі зникнуть усі дерева, якими харчується заєць? (Зайцеві нічого буде їсти)
– А як не буде зайців? (То не будуть їжі і лисиці, і вовку)
- Що станеться з ланцюжком? (Вона зруйнується)
Який висновок можна зробити? (Якщо зруйнувати хоч одну ланку в ланцюзі, то зруйнується і весь ланцюжок.)
8.Скласти кілька можливих ланцюгів живлення
9. Підсумок заняття. Узагальнення на тему.
Рефлексія.
"Договори фразу".
Тварини та рослини пов'язані між собою в ……………………
В основі ланцюга живлення знаходяться ………………………………..
А закінчують ланцюг – ………………………………………..
У природі ланцюги живлення переплітаються між собою, утворюючи
…………………………………………
Домашнєзавдання.
1.Приготувати повідомлення про одного з друзів Берези;
2.Виконати завдання №4 з посібника «Навколишній світ» (на малюнку зображено ділянку саду. Скласти кілька можливих ланцюгів живлення).
Запитання 28. Харчовий ланцюг. Типи харчових кіл.
ХАРЧОВИЙ ЛАНЦЮГ(трофічний ланцюг, ланцюг харчування), взаємозв'язок організмів через відносини їжа - споживач (одні служать їжею для інших). При цьому відбувається трансформація речовини та енергії від продуцентів(первинних виробників) через консументів(споживачів) до редуцентам(перетворювачам мертвої органіки на неорганічні речовини, засвоювані продуцентами). Розрізняють 2 типи харчових ланцюгів – пасовищну та детритну. Пасовищний ланцюг починається із зелених рослин, йде до пасущихся рослиноїдних тварин (консументи 1-го порядку) і потім до хижаків, що видобувають цих тварин (залежно від місця в ланцюгу - консументи 2-го і наступних порядків). Детритний ланцюг починається з детриту (продукт розпаду органіки), йде до мікроорганізмів, які їм харчуються, а потім до детрітофагів (тварини та мікроорганізми, залучені в процес розкладання відмираючої органіки).
Прикладом пасовищного ланцюга може бути багатоканальна її модель в африканській савані. Первинними продуцентами є травостій та дерева, консументами 1-го порядку – рослиноїдні комахи та травоїдні тварини (копитні, слони, носороги та ін.), 2-го порядку – хижі комахи, 3-го – м'ясоїдні плазуни (змії та дрімаки). 4-го – хижі ссавці та хижі птахи. У свою чергу детритофаги (жуки-скарабеї, гієни, шакали, грифи тощо) на кожному з етапів пасовищного ланцюга руйнують туші загиблих тварин та залишки їжі хижаків. Кількість особин, включених у харчову ланцюг, у кожному її ланці послідовно зменшується (правило екологічної піраміди), т. е. число жертв щоразу значно перевищує їх споживачів. Харчові ланцюги не ізольовані одна від одної, а переплітаються один з одним, утворюючи харчові мережі.
Запитання 29. Для чого використовують екологічні піраміди, назвіть їх.
Екологічна піраміда- графічні зображення співвідношення між продуцентами та консументами всіх рівнів (травоїдних, хижаків; видів, що харчуються іншими хижаками) в екосистемі.
Схематично зображати ці співвідношення запропонував американський зоолог Чарльз Елтон у 1927 році.
p align="justify"> При схематичному зображенні кожен рівень показують у вигляді прямокутника, довжина або площа якого відповідає чисельним значенням ланки харчової ланцюга (піраміда Елтона), їх масі або енергії. Розташовані у певній послідовності прямокутники створюють різні форми піраміди.
Підставою піраміди служить перший трофічний рівень – рівень продуцентів, наступні поверхи піраміди утворені наступними рівнями харчового ланцюга – консументами різних порядків. Висота всіх блоків у піраміді однакова, а довжина пропорційна числу, біомасі чи енергії на відповідному рівні.
Екологічні піраміди розрізняють залежно від показників, виходячи з яких будується піраміда. При цьому для всіх пірамід встановлено основне правило, згідно з яким у будь-якій екосистемі більше рослин, ніж тварин, травоїдних, ніж м'ясоїдних, комах, ніж птахів.
На основі правила екологічної піраміди можна визначити або розрахувати кількісні співвідношення різних видів рослин і тварин у природних та штучно створюваних екологічних системах. Наприклад, 1 кг маси морського звіра (тюленя, дельфіна) потрібно 10 кг з'їденої риби, а цим 10 кг потрібно вже 100 кг їх корму - водних безхребетних, яким у свою чергу для утворення такої маси необхідно з'їдати 1000 кг водоростей та бактерій. У разі екологічна піраміда буде стійка.
Однак, як відомо, з кожного правила бувають винятки, які будуть розглянуті у кожному типі екологічних пірамід.
Перші екологічні схеми як пірамід побудував у двадцятих роках XX в. Чарлз Елтон. Вони були засновані на польових спостереженнях за низкою тварин різних розмірних класів. Елтон не включив у них первинних продуцентів і не робив жодних відмінностей між детритофагами та редуцентами. Однак він зазначив, що хижаки зазвичай більші за свої жертви, і зрозумів, що таке співвідношення вкрай специфічне лише для певних розмірних класів тварин. У сорокові роки американський еколог Реймонд Ліндеман застосував ідею Елтона до трофічних рівнів, абстрагувавшись від конкретних складових їх організмів. Однак, якщо розподілити тварин за розмірними класами легко, то визначити, до якого трофічного рівня вони належать, набагато складніше. У будь-якому випадку зробити це можна лише дуже спрощено та узагальнено. Харчові відносини та ефективність передачі енергії в біотичному компоненті екосистеми традиційно зображують у вигляді ступінчастих пірамід. Це дає наочну основу для зіставлення: 1) різних екосистем; 2) сезонних станів однієї і тієї ж екосистеми; 3) різних фаз зміни екосистеми. Існують три типи пірамід: 1) піраміди чисел, що ґрунтуються на підрахунку організмів кожного трофічного рівня; 2) піраміди біомаси, у яких використовується сумарна маса (зазвичай суха) організмів на кожному трофічному рівні; 3) піраміди енергії, що враховують енергоємність організмів кожного трофічного рівня.
Типи екологічних пірамід
піраміди чисел- на кожному рівні відкладається чисельність окремих організмів
Піраміда чисел відображає чітку закономірність, виявлену Елтоном: кількість особин, що становлять послідовний ряд ланок від продуцентів до консументів, неухильно зменшується (рис.3).
Наприклад, щоб прогодувати одного вовка, необхідно принаймні кілька зайців, на яких він міг би полювати; щоб прогодувати цих зайців, потрібна досить велика кількість різноманітних рослин. В даному випадку піраміда матиме вигляд трикутника з широкою основою, що звужується догори.
Однак подібна форма піраміди чисел характерна не для всіх екосистем. Іноді можуть бути зверненими, чи перевернутими. Це стосується харчових ланцюгів лісу, коли продуцентами є дерева, а первинними консументами - комахи. У цьому випадку рівень первинних консументів чисельно багатший за рівень продуцентів (на одному дереві годується велика кількість комах), тому піраміди чисел найменш інформативні та найменш показові, тобто. чисельність організмів одного трофічного рівня значною мірою залежить від своїх розмірів.
піраміди біомас- характеризує загальну суху або сиру масу організмів на даному трофічному рівні, наприклад, в одиницях маси на одиницю площі - г/м 2 кг/га, т/км 2 або на об'єм - г/м 3 (рис.4)
Зазвичай у наземних біоценозах загальна маса продуцентів більша, ніж кожної наступної ланки. У свою чергу, загальна маса консументів першого порядку більша, ніж консументів другого порядку тощо.
В даному випадку (якщо організми не дуже відрізняються за розмірами) піраміда також буде мати вигляд трикутника з широкою основою, що звужується догори. Однак і з цього правила є суттєві винятки. Наприклад, у морях біомаса рослиноїдного зоопланктону істотно (іноді в 2-3 рази) більше за біомасу фітопланктону, представленого переважно одноклітинними водоростями. Це пояснюється тим, що водорості дуже швидко виїдають зоопланктоном, але від повного виїдання їх оберігає дуже висока швидкість поділу їх клітин.
Загалом для наземних біогеоценозів, де продуценти великі та живуть порівняно довго, характерні щодо стійкі піраміди з широкою основою. У водних екосистемах, де продуценти невеликі за розміром і мають короткі життєві цикли, піраміда біомас може бути зверненою, або перевернутою (вістрям спрямована вниз). Так, в озерах і морях маса рослин перевищує масу споживачів тільки в період цвітіння (навесні), а в решту пори року може утворитися зворотне становище.
Піраміди чисел і біомас відбивають статику системи, т. е. характеризують кількість чи біомасу організмів у певний проміжок часу. Вони не дають повної інформації про трофічну структуру екосистеми, хоча дозволяють вирішувати низку практичних завдань, особливо пов'язаних із збереженням стійкості екосистем.
Піраміда чисел дозволяє, наприклад, розраховувати допустиму величину улову риби або відстрілу тварин у мисливський період без наслідків для їх нормального відтворення.
піраміди енергії- Показує величину потоку енергії або продуктивності на послідовних рівнях (рис.5).
На противагу пірамідам чисел і біомаси, що відбивають статику системи (кількість організмів в даний момент), піраміда енергії відбиваючи картину швидкостей проходження маси їжі (кількості енергії) через кожен трофічний рівень харчового ланцюга, дає найбільш повне уявлення про функціональну організацію співтовариств.
На форму цієї піраміди не впливають зміни розмірів і інтенсивності метаболізму особин, і якщо враховані всі джерела енергії, то піраміда завжди буде мати типовий вигляд з широкою основою і верхівкою, що звужується. При побудові піраміди енергії до її основи часто додають прямокутник, що показує приплив сонячної енергії.
У 1942 р. американський еколог Р. Ліндеман сформулював закон піраміди енергій (закон 10 відсотків), згідно з яким з одного трофічного рівня через харчові ланцюги на інший трофічний рівень переходить у середньому близько 10% екологічної піраміди енергії, що надійшла на попередній рівень. Решта енергії втрачається у вигляді теплового випромінювання, на рух і т.д. Організми в результаті процесів обміну втрачають у кожній ланці харчового ланцюга близько 90% усієї енергії, яка витрачається на підтримку їхньої життєдіяльності.
Якщо заєць з'їв 10 кг рослинної маси, його власна маса може збільшитися на 1 кг. Лисиця або вовк, поїдаючи 1 кг зайчатини, збільшують свою масу вже тільки на 100 г. У деревних рослин ця частка набагато нижча через те, що деревина погано засвоюється організмами. Для трав і морських водоростей ця величина значно більша, оскільки у них відсутні тканини, що важко засвоюються. Проте загальна закономірність процесу передачі енергії залишається: через верхні трофічні рівні її проходить значно менше, ніж нижні.
Харчовим, або трофічним ланцюгомназивають взаємовідносини між різними групами організмів (рослинами, грибами, тваринами та мікробами), у якому відбувається транспорт енергії в результаті вживання в їжу одних особин іншими. Перенесення енергії – основа нормального функціонування екосистеми. Напевно, ці поняття знайомі вам з 9 класу школи з курсу загальної біології.
Особини наступної ланки з'їдають організми минулої ланки, і так відбувається транспорт речовини та енергії по ланцюжку. Ця послідовність процесів є основою живого круговороту речовин у природі. Варто сказати, що більшість потенційної енергії (приблизно 85%) втрачається при перенесенні від однієї ланки до іншого, вона диссипується, тобто розсіюється як тепла. Цей фактор є лімітуючим по відношенню до довжини харчових ланцюгів, які зазвичай налічують 4-5 ланок.
Види харчових взаємин
Усередині екосистем органічні речовини виробляються автотроф (продуцентами). Рослини, своєю чергою, поїдаються рослиноїдними тваринами (консументами першого порядку), яких потім з'їдають хижі тварини (консументами другого порядку). Цей ланцюг живлення з 3 ланок є прикладом правильного харчового ланцюга.
Розрізняють:
Пасовищні ланцюги
Трофічні ланцюги починаються з авто- чи хемотрофів (продуцентів) і включають гетеротрофів у вигляді консументів різних порядків. Такі харчові ланцюги поширені в сухопутних і морських екосистемах. Їх можна намалювати та скласти у вигляді схеми:
Продуценти -> Консументи I порядку -> Консументи I. I. порядку -> Консументи III порядку.
Типовим прикладом є харчовий ланцюг луки (це може бути і лісова зона, і пустеля, в цьому випадку відрізнятимуться лише біологічні види різних учасників трофічного ланцюга та розгалуженість мережі харчових взаємодій).
Отже, квітка за допомогою енергії Сонця виробляє собі поживні речовини, тобто є продуцентом і першою ланкою в ланцюзі. Метелик, який харчується нектаром цієї квітки – консумент I порядку та друга ланка. Жаба, що також живе на лузі і є комахоїдною твариною, з'їдає метелика - третю ланку в ланцюзі, консумент II порядку. Жабу ковтає вже - четверта ланка і консумент ІІІ порядку, вужа з'їдає яструб - консумент ІV порядку і п'ята, як правило, остання ланка в харчовому ланцюжку. Людина може бути в цьому ланцюгу також у ролі консументу.
У водах Світового океану автотрофи, представлені одноклітинними водоростями, можуть існувати лише доти, доки крізь товщу води здатне проникати сонячне світло. Це глибина 150-200 метрів. Гетеротрофи можуть жити і в глибших шарах, у нічний час піднімаючись до поверхні для підживлення водоростями, а вранці знову йдучи на звичайну глибину, здійснюючи вертикальні міграції до 1 кілометра на добу. У свою чергу, гетеротрофи, які є консументами наступних порядків, що мешкають ще глибше, вранці піднімаються до рівня проживання консументів I порядку, щоб харчуватися ними.
Таким чином, ми бачимо, що в глибоких водоймах, як правило, морях і океанах, існує таке поняття, як харчові сходи. Його сенс полягає в тому, що органічні речовини, які створюються водоростями в поверхневих шарах землі, переносяться харчовим ланцюжком до самого дна. Враховуючи цей факт, можна вважати обґрунтованою думку деяких екологів про те, що все водоймище можна вважати єдиним біогеоценозом.
Детритні трофічні взаємозв'язки
Щоб зрозуміти, що таке детритний харчовий ланцюг, потрібно почати з самого поняття «детрит». Детрит - це сукупність залишків відмерлих рослин, трупів та кінцевих продуктів обміну тварин.
Детритні ланцюги є типовими для угруповань внутрішньоконтинентальних вод, дна озер, що мають велику глибину, і океанів, багато представників яких харчуються саме детритом, утвореним залишками мертвих організмів з верхніх шарів або випадково потрапили у водойму з екологічних систем, що знаходяться на суші, у вигляді, наприклад , листового опаду.
Донні екологічні системи океанів і морів, де немає продуцентів через відсутність сонячного світла, можуть існувати лише рахунок детриту, загальна маса якого у Світовому океані за календарний рік може сягати сотні мільйонів тонн.
Також детрітні ланцюги поширені в лісах, де чимала частина щорічного приросту біомаси продуцентів не може бути вжита безпосередньо першою ланкою консументів. Тому вона відмирає, утворюючи опад, який, своєю чергою, розкладається сапротрофами, та був мінералізується редуцентами. Важливу роль у освіті детриту лісових угруповань грають гриби.
Гетеротрофи, які харчуються безпосередньо детритом – це детритофаги. У наземних екологічних системах до детритофагів відносять деякі види членистоногих, зокрема комах, а також кільчастих хробаків. Великих детритофагів серед птахів (грифів, ворон) та ссавців (гієн) прийнято називати падальниками.
В екологічних системах вод основну масу детритофагів складають водні комахи та їх личинки, а також деякі представники ракоподібних. Детритофаги можуть бути їжею для більших гетеротрофів, які також, у свою чергу, надалі можуть стати їжею для консументів вищих порядків.
Ланки харчового ланцюжка інакше називають трофічними рівнями. За визначенням це група організмів, яка займає конкретне місце у харчовому ланцюжку і представляє для кожного з наступних рівнів джерело енергії – їжу.
Організмами I трофічного рівняу пасовищних харчових ланцюгах є первинні продуценти, автотрофи, тобто рослини, та хемотрофи – бактерії, які використовують енергію хімічних реакцій для синтезу органічних речовин. У детритних системах автотрофи відсутні, а I трофічний рівень детритной трофічної ланцюга утворює власне детрит.
Останній, V трофічний рівеньпредставлений організмами, які споживають мертві органічні речовини та кінцеві продукти розпаду. Ці організми називають деструкторами чи редуцентами. Редуценти в основному представлені безхребетними тваринами, які є некро-, сапро-і копрофагами, які використовують залишки, відходи і мертву органіку. Також до цієї групи належать рослини-сапрофаги, які розкладають листовий опад.
Ще до рівня деструктурів відносять гетеротрофні мікроорганізми, здатні перетворювати органічні речовини на неорганічні (мінеральні), утворюючи остаточні продукти - двоокис вуглецю та воду, які повертаються в екологічну систему і знову вступають у природний кругообіг речовин.
Значення харчових взаємозв'язків
Ораторське мистецтво як прообраз публіцистики
Цитати про Наполеона - dslinkov — LiveJournal
Мені помста Людина на бульдозері зруйнувала місто