Трофическая структура биоценоза
По участию в биологическом круговороте веществ в биоценозе различают три группы организмов [9, с. 122].
1. Продуценты. Скорость, с которой в ходе фотосинтеза солнечная энергия преобразуется в органическое вещество, в пересчете на единицу площади носит название первичной продукции. Она выражается либо в единицах энергии (джоуль на 1 м2 за сутки), либо в единицах сухого органического вещества (килограмм на 1 га за сутки).
2. Консументы. Консументы сами не могут строить органическое вещество из неорганического и получают его в готовом виде, питаясь другими организмами. В своих телах они преобразуют органику в специфические формы белков и других веществ, а в окружающую среду выделяют отходы, которые образуются в процессе их жизнедеятельности. Скорость образования биомассы консументами носит название вторичной продукции.
3. Деструкторы (разрушители), или редуценты. К редуцентам относятся бактерии, грибы, простейшие.
Энергия, содержащаяся в одних организмах, потребляется другими организмами. Такой перенос энергии, происходящий в результате поедания одними организмами других, называется пищевой цепью (рис. 2). Число звеньев в ней может быть различным, но обычно их бывает от 3 до 5. Совокупность организмов, объединенных определенным типом питания, носит название трофического уровня (рис. 3).
В развитых сложившихся биоценозах существуют сложные пищевые взаимодействия между автотрофами и гетеротрофами.
|
|
|
Простейшая пищевая цепь (или цепь питания) может состоять из фитопланктона, затем более крупных планктонных ракообразных и заканчиваться китом, который фильтрует этих ракообразных из воды. Всем известная примета погоды, когда ласточки летают низко над землей, тоже повинуется биологическому закону цепей питания. Как известно, при низком полете ласточек обычно ожидаются ухудшение погоды и дождь. Комары – любимое лакомство ласточек – постоянны в своей зависимости от атмосферного давления. Если оно понижается, то меняют «воздушный коридор» и комары, а за ними вниз к земле устремляются и ласточки. Комары для них – одно из основных звеньев пищевой цепи.
Рис. 2. Передача энергии в пищевой цепочке
Рис. 3. Упрощенная схема переноса вещества (сплошная линия) и энергии (пунктирная линия) в процессе биологического круговорота
Пищевая цепь, идущая от цветка через бабочку, стрекозу, лягушку, ужа к ястребу, указывает путь органических веществ, а также содержащихся в них энергии и неорганических питательных веществ.
Общее правило, касающееся любой пищевой цепи, гласит, что на каждом трофическом уровне сообщества большая часть поглощаемой с пищей энергии рассеивается в виде тепла, движения, а у светящихся организмов – в виде света, причем ни одна из этих форм энергии может быть использована другими организмами. Таким образом, потребленная пища на каждом трофическом уровне ассимилируется неполностью. Значительная ее часть тратится на обмен веществ. При переходе к каждому последующему звену пищевой цепи общее количество пригодной для использования энергии, передаваемой на следующий, более высокий трофический уровень, уменьшается. Продукция каждого последующего уровня примерно в 10 раз меньше, чем предыдущего (табл. 1).
|
|
|
Таблица 1
Типичные схемы пищевых цепей (В.М. Ивонин, 1996 )
| Тип цепи | продуценты | Консументы | ||
| 1 порядка | II порядка | III порядка | ||
| Лесная | Кедр | Белка | Куница | Рысь |
| Детритная | Лесная подстилка | Дождевой червь | Дрозд | Ястреб-перепелятник |
| Морская | Одноклеточные водоросли | Веслоногие | Сельдь | Акула |
| Садовая | Черная смородина | Тля | Божья коровка | Паук |
Пищевая цепь – основной канал переноса энергии в сообществе.
Выделите, какие организмы в биотическом сообществе занимают первый трофический уровень…
[1] гетеротрофные организмы – макроконсументы – хищники, питающиеся растительноядными животными (консументы второго порядка – плотоядные);
|
|
|
[2] всеядные животные, питающиеся как растениями, так и животными;
[3] гетеротрофные организмы – растительноядные животные (консументы первого порядка – травоядные);
[4] зеленые растения – автотрофы (от греческого слова авто - сам и трофо-питание, т. е. самопитающиеся), способные фиксировать световую энергию и использовать в питании неорганические вещества;
[5] гетеротрофные организмы – микроконсументы (редуценты), разлагающие сложные составные компоненты мертвой цитоплазмы, доводя их до простых органических соединений.
Понятие о популяции
Сообщества организмов состоят из видов, а виды – из популяций [11, с. 73]. Вид может состоять из одной или более популяций, причем разной численности. Любой вид животного, растения, микроорганизма утверждает себя во внешней среде, приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям не как простая сумма особей, а в форме своеобразных группировок организмов, представляющих единое функциональное целое – популяцию (от лат. populus – народ, население).
Между популяциями практически не бывает резких разграничений, хотя степень их изоляции зависит от географических условий, от местообитания, от численности соседних популяций. В результате интенсивного размножения границы между популяциями вообще могут размываться. В случае многих млекопитающих популяции имеют стадный характер.
|
|
|
Что же касается структуры самих популяций, то она может быть пространственной, возрастной, половой и генетической.
Пространственная структура определяется размещением особей в пространстве и зависит от биологических свойств вида, от характера местообитания, от времени года. Например, организмы многих видов предпочитают держаться стаями (птицы) либо стадами (млекопитающие).
Возрастная структура популяции определяется количеством в популяции организмов того или иного возраста, а половая – количеством самцов или самок.
Генетическая структура является отражением количественных отношений между разными генотипами в популяции. (Генотип – это сумма генов данного организма, его индивидуальная генетическая конституция, которую он получает от своих родителей; геном – это сумма генов или полное количество ДНК, характерное для клеток организма определенного вида).
Популяции в сообществах взаимодействуют между собой. Одни из них создают среду для других организмов. Например, деревья служат местом для гнездовий птиц или, затеняя почву, мешают развитию травянистой растительности. Это так называемые типические связи. Но часто организмы связаны между собой пищевыми связями, когда один организм служит пищей для других. Например, лисы используют в пищу мышей-полевок, что и определяет их довольно тесную связь.
Для популяций характерна такая величина, как численность или поголовье. Эта величина не является постоянной, ибо зависит от очень многих факторов (темпов размножения, гибели особей в результате старости, болезней, уничтожения хищниками, миграции).
Если по каким-то причинам невозможно определить численность популяции, то определяют ее плотность, выражаемую как количество особей на единицу площади (в наземных местообитаниях) или объема (в водных местообитаниях).
Ареал (часть земной поверхности, в пределах которой распространен тот или иной вид) и численность особей в популяции определяются географическими, физическими и экологическими условиями их обитания. Распространение популяций является неравномерным. Различают «сгущенную» и «островную» формы распределения популяций. Например, «сгущенное» распределение характерно для популяций берез на русской равнине. Напротив, «островное» распределение заключается в очаговом распределении берез в Западной Сибири.
Для популяций характерны различия по возрасту. Например, древесные растения в лесах характеризуются разным возрастом, вследствие чего в перекрестном опылении участвует пыльца разновозрастных растений. Напротив, популяции отдельных видов всегда являются молодыми. Например, популяции дальневосточных лососей в море всегда представлены организмами одного возраста.
Численность популяций представляет собой величину, часто меняющуюся в зависимости от условий обитания, частот рождения, гибели и притока организмов из одной популяции в другую. И животные, и растения способны очень быстро увеличить свою численность в течение определенного промежутка времени. Эту способность, т. е. их плодовитость, называют биотическим потенциалом вида, который особенно велик, например, у бактерий. Несколько меньшим, но все же очень большим, он является у насекомых и некоторых ракообразных, численность которых за год может возрасти примерно в 1030 раз. Что касается млекопитающих, их биотической потенциал является небольшим. Например, одна пара овец за год в среднем может дать лишь одного ягненка.
Если рост популяции происходит в условиях избытка пищи, достаточного места и других благоприятных факторов, то рост численности происходит в геометрической прогрессии или экспоненциально. Классическим примером экспоненциального роста численности являются вспышки численности саранчи (волн жизни). Однако во времени экспоненциальный рост численности обычно является коротким, после чего он значительно спадает.
Явления, когда стаи саранчи покрывают воздушное пространство на площади в 5-12 км2, совсем нередки. В такой стае насчитывается от 700 млн. до 2 млрд. насекомых, а общая их масса составляет около 3 000 т (2,5 т на гектар). Мало того, известны случаи, когда стаи саранчи сплошь затмевали небо на 250 км2. Приблизительные подсчеты показывают, что примерно 35 млрд. насекомых, составляющих эту стаю, весят 50 000 т (лишь вчетверо меньше, чем все люди на планете!). В это с трудом верится…
Итак, выберите правильные суждения…
[1] популяции состоят из одновидовых организмов, совместно населяющих определенные участки и связанных между собой различными взаимоотноше-ниями;
[2] популяция однородна – составляющие ее особи практически не отличаются друг от друга;
[3] возрастная структура популяции определяется внешними условиями и не зависит от жизненного цикла;
[4] каждая популяция имеет четко очерченные границы;
[5] любая популяция имеет «запас прочности», т. е. может сохраняться при некотором изменении влияния контролирующих факторов.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 703; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!