Трофические цепи – цепи питания

Все живые организмы связывают между собой энергетические отношения ‒ цепи питания. Каждое звено в какой-либо цепи называется трофическим уровнем. На каждом трофическом уровне происходит потеря части энергии, которая необходима для поддержания жизнедеятельности организмов. Например, 10 000 кг водорослей обеспечивают накопление 1 000 кг вещества членистоногих, которые, в свою очередь, способствуют росту 100 кг мелкой рыбы, те ‒ 10 кг хищной рыбы и, наконец, 1 кг человека. Таким образом, возникает пирамида, в которой происходит снижение продукции вещества на каждом трофическом уровне.

Поскольку растения не нуждаются в других живых посредниках для строительства своего организма, их называют автотрофами – самопитающимися. Поскольку они, используя энергию солнечного света, создают органическое вещество из неорганического, их называют производителями. Организмы, которые не могут строить собственное вещество из минеральных компонентов, вынуждены использовать созданное автотрофами, употребляя их в пищу. Их называют поэтому гетеротрофами, что означает «питающийся другими», или потребителями. Таким образом, создаются пищевые цепи из производителей и потребителей. И производители, и потребители на разных этапах своего жизненного цикла смыкаются с разрушителями – микроорганизмами, бактериями, грибами. Разрушители разлагают выделения животных, микроорганизмов, мертвые организмы и разлагают их до воды, углекислого газа (СО₂) и минеральных удобрений. Таким образом, в экосистеме от звена к звену циркулируют питательные вещества и энергия.

Адаптация популяций в экологических системах

Парадоксально, но любой вид приспосабливается как к определенному источнику питания, так и к тому, чтобы самому быть съеденным. Можно привести пример. Как удав переваривает целиком проглоченного кролика? Оказалось, что главная роль в этом принадлежит клеточным лизосомам самого кролика. Соляная кислота желудка удава проникает в клетки кролика и разрушает оболочку лизосом, выпуская в цитоплазму особые ферменты, которые разрушают белковые структуры клетки кролика. Фактически жертва переваривается собственными ферментами и затем усваивается организмом хищника.

Если популяция находится на грани уничтожения, то включаются клеточные механизмы, которые вырабатывают повышенное количество половых гормонов, выше обычного возрастает плодовитость самок. Это способствует скорейшему восстановлению популяции.

Наоборот, в условиях избыточного количества особей в популяции из-за тесноты на освоенной территории возникает ситуация стресса. В таких условиях, как правило, увеличивается гибель от особей своего же вида, например, от ран, полученных при конфликтах, уменьшается плодовитость самок, появляется потомство с отклонениями от нормы.

Разнообразие и устойчивость

Для самопроизвольно развивающейся экологической системы существует тенденция к усложнению, к вытеснению низкоорганизованных видов высокоорганизованными. Это проявляется в виде экологической сукцессии: пустое поле зарастает сначала сорняком, потом – цветами, кустарниками, деревьями, которые становятся все более разнообразными по видам. Система стремится к своему наиболее зрелому состоянию. Экосистемы приобретают более длинные цепи питания, и взаимосвязи внутри системы усиливаются. Таким образом, наиболее устойчивы те системы, которые состоят из максимального числа видов. Это относится и к человеческому обществу, разнообразие которого – залог его устойчивости и развития.