ПИЩЕВАЯ ЦЕПОЧКА: ЭЛЕМЕНТЫ, ПИЩЕВАЯ ПИРАМИДА И ПРИМЕРЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

Пищи или трофическая цепь представляет собой графическое представление нескольких соединений , которые существуют, с точкой зрения потребления взаимодействий между различными видами , которые являются частью сообщества.

Трофические цепи широко варьируются в зависимости от изучаемой экосистемы и состоят из различных трофических уровней, существующих там. Основу каждой сети составляют первичные производители. Они способны к фотосинтезу, улавливая солнечную энергию.

Источник: Родделгадо, Wikimedia Commons.

Последовательные уровни цепи состоят из гетеротрофных организмов. Растения поедают травоядные, а плотоядные - их.

Часто отношения в сети не являются полностью линейными, поскольку в некоторых случаях животные имеют обширный рацион. Например, плотоядное животное может питаться плотоядными и травоядными животными.

Одна из наиболее выдающихся характеристик пищевых цепочек - неэффективность передачи энергии с одного уровня на другой. Большая часть этого теряется в виде тепла, и только около 10% проходит. По этой причине пищевые цепи не могут быть расширенными и многоуровневыми.

Откуда берется энергия?

Вся деятельность организмов требует энергии - от движения по воде, суше или воздуху до транспорта молекулы на клеточном уровне.

Вся эта энергия исходит от солнца. Солнечная энергия, которая постоянно излучается на планету Земля, превращается в химические реакции, питающие жизнь.

Таким образом, самые основные молекулы, обеспечивающие жизнь, извлекаются из окружающей среды в виде питательных веществ. В отличие от химических питательных веществ, которые сохраняются.

Таким образом, существует два основных закона, управляющих потоком энергии в экосистемах. Первый устанавливает, что энергия передается от одного сообщества к другому в двух экосистемах непрерывным потоком, который идет только в одном направлении. Необходимо заменить энергию солнечного источника.

Второй закон гласит, что питательные вещества непрерывно проходят циклы и многократно используются в одной и той же экосистеме, а также между ними.

Оба закона регулируют прохождение энергии и формируют сложную сеть взаимодействий, существующих между популяциями, между сообществами и между этими биологическими объектами и их абиотической средой.

Элементы, из которых он состоит

Источник: Wikimedia Commons. Автор: Evamaria1511

В самом общем виде органические существа классифицируются в зависимости от того, как они получают энергию для развития, поддержания и воспроизводства, на автотрофов и гетеротрофов.

Автотрофы

Первая группа, автотрофы, включает людей, которые способны принимать солнечную энергию и преобразовывать ее в химическую энергию, хранящуюся в органических молекулах.

Другими словами, автотрофам не нужно потреблять пищу, чтобы выжить, поскольку они способны ее производить. Их также часто называют «производителями».

Самая известная группа автотрофных организмов - растения. Однако существуют и другие группы, такие как водоросли и некоторые бактерии. У них есть все метаболические механизмы, необходимые для осуществления процессов фотосинтеза.

Солнце, источник энергии, питающий Землю, работает путем слияния атомов водорода с образованием атомов гелия, высвобождая при этом огромное количество энергии.

Только малая часть этой энергии достигает Земли в виде электромагнитных волн тепла, света и ультрафиолетового излучения.

В количественном выражении большая часть энергии, достигающей Земли, отражается атмосферой, облаками и земной поверхностью.

После этого события поглощения примерно 1% солнечной энергии остается доступным. Из этого количества, которое успевает достичь Земли, растения и другие организмы успевают уловить 3%.

гетеротрофы

Вторую группу составляют гетеротрофные организмы. Они не способны к фотосинтезу и вынуждены активно искать себе пищу. Поэтому в контексте пищевых цепочек их называют потребителями. Позже мы увидим, как они классифицируются.

Энергия, которую удалось сохранить отдельным производителям, находится в распоряжении других организмов, составляющих сообщество.

Decomposers

Есть организмы, которые аналогичным образом составляют «нити» трофических цепей. Это разлагатели или пожиратели мусора.

Разрушители состоят из разнородной группы мелких животных и простейших, которые живут в среде, где часто накапливаются отходы, такие как падающие на землю листья и трупы.

Среди наиболее выдающихся организмов мы находим: дождевых червей, клещей, многоножек, протистов, насекомых, ракообразных, известных как мучнистые червецы, нематоды и даже стервятники. За исключением этого летающего позвоночного, остальные организмы довольно часто встречаются в отложениях отходов.

Его роль в экосистеме состоит в извлечении энергии, хранящейся в мертвом органическом веществе, и выводе ее в более глубоком состоянии разложения. Эти продукты служат пищей для других разлагающихся организмов. В основном, как грибы.

Разлагающее действие этих агентов имеет важное значение во всех экосистемах. Если бы мы устранили все деструкторы, у нас было бы резкое скопление трупов и другой материи.

Помимо того, что питательные вещества, хранящиеся в этих телах, будут потеряны, почва не сможет питаться. Таким образом, ухудшение качества почвы приведет к резкому сокращению жизни растений, что приведет к прекращению первичной продукции.

Трофические уровни

В пищевых цепочках энергия переходит с одного уровня на другой. Каждая из упомянутых категорий составляет трофический уровень. Первая состоит из всего огромного разнообразия продуцентов (растений всех видов, цианобактерий и других).

Потребители же занимают несколько трофических уровней. Те, которые питаются исключительно растениями, образуют второй трофический уровень и называются первичными потребителями. Примеры этого - все травоядные животные.

Вторичные потребители - плотоядные - животные, которые едят мясо. Это хищники, и их жертвы, в основном, являются основными потребителями.

Наконец, есть еще один уровень, образованный третичными потребителями. Сюда входят группы хищных животных, добычей которых являются другие хищные животные, относящиеся к вторичным потребителям.

Сетевой шаблон

Пищевые цепи - это графические элементы, которые стремятся описать отношения видов в биологическом сообществе с точки зрения их рациона. Говоря языком дидактики, эта сеть раскрывает, «кто чем и кем питается».

Каждая экосистема представляет собой уникальную пищевую сеть, разительно отличающуюся от того, что мы могли бы найти в экосистемах другого типа. Как правило, пищевые цепи в водных экосистемах более сложны, чем в наземных.

Пищевые сети не линейны

Не следует ожидать обнаружения линейной сети взаимодействий, поскольку в природе чрезвычайно сложно точно определить границы между первичными, вторичными и третичными потребителями.

Результатом этого паттерна взаимодействий будет сеть с множеством соединений между членами системы.

Например, некоторые медведи, грызуны и даже мы, люди, являются «всеядными», а это означает, что диапазон кормления широк. На самом деле латинский термин означает «кто все ест».

Таким образом, эта группа животных может в некоторых случаях вести себя как первичный потребитель, а затем как вторичный потребитель, или наоборот.

Переходя на следующий уровень, плотоядные животные обычно питаются травоядными или другими плотоядными животными. Следовательно, они будут классифицированы как вторичные и третичные потребители.

Чтобы проиллюстрировать предыдущие отношения, мы можем использовать сов. Эти животные являются вторичными потребителями, когда они питаются мелкими травоядными грызунами. Но когда они потребляют насекомоядных млекопитающих, это считается третичным потребителем.

Есть крайние случаи, которые имеют тенденцию еще больше усложнять сеть, например, плотоядные растения. Хотя они являются производителями, они также классифицируются как потребители в зависимости от добычи. Если бы это был паук, он стал бы вторичным производителем и потребителем.

Передача энергии

LadyofHats, из Wikimedia Commons

Передача энергии производителям

Переход энергии от одного трофического уровня к следующему - крайне неэффективное мероприятие. Это идет рука об руку с законом термодинамики, который гласит, что использование энергии никогда не бывает полностью эффективным.

Чтобы проиллюстрировать передачу энергии, давайте возьмем в качестве примера случай из повседневной жизни: сжигание бензина в нашей машине. В этом процессе 75% выделяемой энергии теряется в виде тепла.

Мы можем экстраполировать ту же модель на живые существа. Когда связи АТФ разрываются для использования при сокращении мышц, как часть процесса выделяется тепло. Это общая картина в клетке, все биохимические реакции производят небольшое количество тепла.

Передача энергии между другими уровнями

Точно так же передача энергии с одного трофического уровня на другой происходит со значительно низкой эффективностью. Когда травоядное животное потребляет растение, только часть энергии, захваченной автотрофом, может перейти к животному.

В процессе растение использовало часть энергии для роста, а значительная часть терялась в виде тепла. Кроме того, часть солнечной энергии использовалась для создания молекул, которые не усваиваются и не используются травоядными, например, целлюлозы.

Следуя тому же примеру, энергия, которую травоядное животное получило благодаря потреблению растения, будет разделена на несколько событий в организме.

Часть этого будет использована для создания частей животного, например экзоскелета, в случае, если он является членистоногим. Так же, как и на предыдущих уровнях, большой процент теряется термически.

Третий трофический уровень включает людей, которые будут потреблять нашего гипотетического членистоногого, указанного выше. Та же энергетическая логика, которую мы применили к двум верхним уровням, применима и к этому уровню: большая часть энергии теряется в виде тепла. Эта функция ограничивает длину цепи.

Трофическая пирамида

Трофическая пирамида - это особый способ графического представления отношений, которые мы обсуждали в предыдущих разделах, но уже не как сеть связей, а путем группирования различных уровней в ступени пирамиды.

Он имеет особенность включения относительного размера каждого трофического уровня в каждый прямоугольник пирамиды.

В основании представлены основные производители, и по мере продвижения вверх по графику, остальные уровни появляются в порядке возрастания: первичные, вторичные и третичные потребители.

Согласно проведенным расчетам, каждая ступенька примерно в десять раз выше, если сравнивать ее с верхней. Эти расчеты производятся на основе известного правила 10%, поскольку переход с одного уровня на другой подразумевает преобразование энергии, близкое к этому значению.

Например, если уровень энергии, хранящейся в виде биомассы, составляет 20 000 килокалорий на квадратный метр в год, на верхнем уровне он будет 2 000, в следующие 200 и так далее, пока не достигнет четвертичных потребителей.

Энергия, которая не используется метаболическими процессами организмов, представляет собой выброшенное органическое вещество или биомассу, которая хранится в почве.

Типы трофических пирамид

В зависимости от того, что на ней изображено, бывают разные типы пирамид. Это может быть сделано с точки зрения биомассы, энергии (как в упомянутом примере), производства, количества организмов и прочего.

пример

Типичная пресноводная водная пищевая цепочка начинается с огромного количества зеленых водорослей, которые там обитают. Этот уровень представляет основного производителя.

Основным потребителем в нашем гипотетическом примере будут моллюски. Вторичные потребители включают виды рыб, питающихся моллюсками. Например, слизистый скульптурный вид (Cottusognatus).

Последний уровень составляют потребители третичного уровня. В этом случае слизистую лепешку съедает один из видов лосося: королевский лосось или Oncorhynchus tshawytscha.

Если посмотреть с точки зрения сети, то на начальном уровне производителей мы должны учитывать, помимо зеленых водорослей, все диатомеи, сине-зеленые водоросли и другие.

Таким образом, включается гораздо больше элементов (виды ракообразных, коловраток и несколько видов рыб), чтобы сформировать взаимосвязанную сеть.

Ссылки

1. Одесирк, Т., и Одесирк, Г. (2003). Биология 3: эволюция и экология. Пирсон.
2. Кампос-Бедолла, П. (2002). Биология. От редакции Лимуса.
3. Лоренцио, CG (2000). Экология сообщества: парадигма пресноводных рыб. Севильский университет.
4. Лоренцио, CG (2007). Достижения в области экологии: к лучшему познанию природы. Севильский университет.
5. Молина, П.Г. (2018). Экология и интерпретация ландшафта. Репетитор по обучению.
6. Odum, EP (1959). Основы экологии. Компания WB Saunders.