МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ І ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Факультет агротехнологій Кафедра екології і біології

і екології

Реферат

На тему: «Харчові ланцюги і сітки»

Виконала:

Ст. гр. Еко-25

Кликоцька Марія

Перевірив:

Різель Сергій Артемович

Дубляни 2013

• Зміст Вступ 1.Харчові ланцюги 2.Приклади харчових ланцюгів і сіток 3.Харчові сітки Висновки Література

• Вступ

• Будь-яку сукупність організмів і неорганічних компонентів, в якій може здійснюватися кругообіг речовин, називають екосистемою. Такий термін був запропонований в 1935 році англійським екологом А.Тенслі, який підкреслював, що при такому підході неорганічні і органічні чинники виступають як рівноправні компоненти, і ми не можемо відокремити організми від конкретного навколишнього середовища. А.Тенслі розглядав екосистеми як основні одиниці природи на поверхні Землі, хоча вони і не мають певного об'єму і можуть охоплювати простір будь-якої протяжності. Для підтримки круговороту речовин в системі необхідна наявність запасу неорганічних молекул в засвоєній формі і три функціонально різних групи організмів: продуцентів, консументів і редуцентів. Масштаби екосистеми в природі надзвичайно різні. Неоднаковий також ступінь замкнутості підтримуваних в них круговоротів речовини, тобто багатократність залучення одних і тих же атомів в цикли. Як одні екосистеми можна розглядати, наприклад, подушку лишайників на стовбурі дерева і луг, і ліс, і океан, і пустелю, і всю поверхню Землі, зайняту життям. У деяких типах екосистем винесення речовини за їх межі настільки велике, що їх стабільність підтримується в основному за рахунок притоки такої ж кількості речовини ззовні, тоді як внутрішній круговорот малоефективний. Такі проточні водоймища, річки, струмки, ділянки на крутих схилах гір. Інші екосистеми мають значно повніший круговорот речовин і відносно автономні (ліси, луги, озера і т.п.). Проте жодна, навіть найбільша, екосистема Землі не має повністю замкнутого круговороту. Материки інтенсивно обмінюються речовиною з океанами, причому велику роль в цих процесах грає атмосфера, і вся наша планета частина матерії отримує з космічного простору, а частина віддає в космос.

1. Харчові ланцюги

• Ланцюг живлення - ланцюг взаємозв'язаних видів, що послідовно витягують органічну речовину і енергію з початкової харчової речовини. Кожна попередня ланка ланцюга живлення є їжею для наступної ланки.  Харчовий ланцюг - Послідовність груп організмів, кожна з яких (харчова ланка) служить їжею для подальшої, тобто зв'язана відношенням їжа - споживач. Ланка ланцюга харчовою складає рівень екологічної піраміди. Звичайні 2-5 і більш за ланки: фото- і хемопродуценти, що створюють первинну біомасу (продукцію органічної речовини); рослиноїдні тварини (фітофаги, первинні консументи) і паразитичні рослини (фітоконсументи); м'ясоїдні тварини (міофаги, хижаки, вторинні консументи); ряд груп паразитів (паразити фітофагов, паразити паразитів, паразити 3-го порядку, іноді 4-го); руйнівники мертвої органічної речовини - редуценти (деструкції, як правило, мікроорганізми і гриби). Зникнення будь-якої нижчої ланки ланцюга харчовою веде до зникнення всіх вищестоящих, наприклад знищення рослин приводить до загибелі фітофагів, хижаків, паразитів і редуцентів. Іноді під назвою ланцюг живлення, або мережа харчова, позначають взаємини промислового організму з його об'єктами живлення, наприклад ланцюг харчовий осетрових риб, каспійського тюленя і т.п. У трофічному ланцюзі при перенесенні потенційної енергії від ланки до ланки велика її частина (до 80-90%) втрачається у вигляді теплоти. Тому число ланок (видів) в трофічному ланцюзі зазвичай не перевищує 4-5 і, очевидно, чим довше трофічний ланцюг, тим менше продукція її останньої ланки по відношенню до продукції початкового. До складу їжі кожного виду входить зазвичай не один, а декілька або багато видів, кожен з яких у свою чергу може служити їжею декільком видам. Тому трофічні взаємини видів в природі точніше передаються терміном трофічна мережа (або павутина). Проте уявлення про трофічний ланцюг зберігає своє значення, коли виявляється можливим рознести всіх членів співтовариства по окремих ланках ланцюга - трофічним рівням. Трофічний рівень - сукупність організмів, що об'єднуються типом живлення. Уявлення про трофічний рівень дозволяє зрозуміти динаміку потоку енергії і що визначає його трофічну структуру. Автотрофні організми (переважно зелені рослини) займають перший трофічний рівень (продуценти), рослиноїдні тварини - другий (консументи першого порядку), хижаки, що харчуються рослиноїдними тваринами, - третій (консументи другого порядку), вторинні хижаки - четвертий (консументи третього порядку). Організми різних трофічних ланцюгів, але одержуючі пищу через рівне число ланок в трофічному ланцюзі, знаходяться на одному трофічному рівні. Так, люцерна, що харчується листям, корова і жук довгоносик роду ситона є консументом першого порядку. Реальні взаємини між трофічними рівнями в співтоваристві дуже складні. Популяції одного і того ж вигляду, беручи участь в різних трофічних ланцюгах, можуть знаходитися на різних трофічних рівнях, залежно від джерела використовуваної енергії. На кожному трофічному рівні спожита їжа асимілюється не повністю, оскільки значна частина її витрачається на обмін. Тому продукція організмів кожного подальшого трофічного рівня завжди менше продукції попереднього трофічного рівня, в середньому в 10 разів. Відносна кількість енергії, що передається від одного трофічного рівня до іншого, називається екологічною ефективністю співтовариства або ефективністю трофічного ланцюга. Співвідношення різних трофічних рівнів (трофічну структуру) можна зобразити графічно у вигляді екологічної піраміди, підставою якої служить перший рівень (рівень продуцентів).  Екологічна піраміда може бути трьох типів: 1) піраміда чисел - відображає чисельність окремих організмів на кожному рівні;  2) піраміда біомаси - загальна суха вага, енергозміст або інша міра загальної кількості живої речовини;  3) піраміда енергії - величина потоку енергії. Загальним принципам організації трофічних мереж присвячена велика стаття, що з'явилася в одному з останніх номерів журналу Nature. Її автори — Найл Руні з Відділу інтеграційної біології Університету в Гуелфе, Онтаріо, Канада і його колеги з того ж університету і з Університету Північного Колорадо (США) — стверджують, що основний принцип пристрою природних екосистем — це асиметрія. Виявляється вона в тому, що речовина (а з ним і енергія) в більшості екосистем передаються від нижнього трофічного рівня до верхнього принаймні двома потоками («каналами»), що розрізняються по своїй швидкості і потужності. Злиття цих двох каналів відбувається тільки на самих верхніх рівнях, де розташовуються так звані «верховні хижаки».

2. Приклади харчових ланцюгів і сіток

• Харчовий ланцюг, ланцюг живлення, взаємини між організмами, через які в екосистемі відбувається трансформація речовини і енергії; групи особин (бактерії, гриби, рослини і тварини), пов'язані один з одним відношенням їжа - споживач. Існує 2 основних типи трофічних ланцюгів - пасовищні і детритнні.  У пасовищному трофічному ланцюзі (ланцюг виїдання) основу складають автотрофні організми, потім йдуть споживаючі їх рослиноїдні тварини (наприклад, зоопланктон, що харчується фітопланктоном), потім хижаки (консументи) 1-го порядку (наприклад, риби, споживаючі зоопланктон), хижаки 2-го порядку (наприклад, судак, що харчується іншими рибами). Особливо довгі трофічні ланцюги в океані, де багато видів (наприклад, тунці) займають місце консументів 4-го порядку. В детритних трофічних ланцюгах (ланцюги розкладання), найбільш поширених в лісах, велика частина продукції рослин не споживається безпосередньо рослиноїдними тваринами, а відмирає, піддавшись потім розкладанню сапротрофними організмами і мінералізації. Таким чином, детритні трофічні ланцюги починаються від детриту, йдуть до мікроорганізмів, які їм харчуються, а потім до детритофагам і до їх споживачів - хижаків. У водних екосистемах (особливо в евтрофних водоймищах і на великих глибинах океану) означає, частина продукції рослин і тварин також поступає в детритні трофічні ланцюги. Мережа трофічних (харчових) взаємозв'язків в природних екосистемах влаштована асиметрично. Енергія в них передається від нижніх рівнів до верхніх по різних каналах (один — швидший, інший — повільніший), які об'єднуються хижаками тільки на самих верхніх рівнях. В середині ХХ століття екологи, здавалося, були повністю упевнені в тому, що чим складніше влаштована екосистема, чим більше в ній видів, тим більше вона стабільна. Таку точку зору відстоював зокрема видатний британський еколог Чарлз Елтон в своїй книзі «Екологія нашестя тварин і рослин». Проте в 1970-і роки Роберт Мей (уродженець Австралії, за освітою інженер, що став фізиком-теоретиком, а згодом екологом, показав на математичних моделях, що в системі, яка складається з безлічі елементів, зв'язаних між собою відносинами типу «хижак—жертва», збільшення числа елементів само по собі не приводить до зростання стабільності. Швидше, навпаки: складніші системи виявляються нестабільними. Проте, оскільки реальні природні екосистеми деколи бувають вельми складними і при цьому стійкими, очевидно, що вся справа не просто в числі взаємодіючих елементів, а в тому, як вони сполучені між собою, в особливостях трофічної (харчовий) структури системи. Як приклад можна привести систему трофічних зв'язків в озері. У її підставі фітопланктон (що створює органічну речовину, яка потім може бути використане зоопланктоном) і детрит — зважена нежива органічна речовина, яка може бути використане бактеріями, у свою чергу споживаними деякими тваринами. Споживачі фітопланктону і бактерій можуть бути різними, але у складі раціону хижих риб, що знаходяться на самому верхньому трофічному рівні, є види, що представляють як один, так і інший канал (також прожити в озері, не харчуючись їжею з суші, не можна).

• При цьому треба мати на увазі, що хоча на кожному рівні організми витрачають немало енергії для підтримки свого існування і верховним хижакам залишається її зовсім небагато, роль останніх в регуляції (забороні зростання чисельності) своїх жертв може бути такою, що визначає. Проаналізувавши докладні опубліковані дані по трофічних мережах чотири наземних і чотирьох водних екосистем, автори в кожній з систем виділили по два «канали» передачі енергії і виявили, що у міру зростання трофічного статусу (положення в трофічному ланцюзі) того або іншого вигляду (або групи видів) збільшується їх залежність не від одного, а від двох каналів. Висота рівня може бути дробом величиною, оскільки вона обчислюється по процентному співвідношенню енергії, що отримується даними організмами з різних рівнів. Наприклад, здобиччю крупних хижих риб можуть бути як дрібніші хижі риби, так і ті риби, які харчуються планктоном, тобто знаходяться в трофічному ланцюзі на одну сходинку нижче.

• З'ясувалося також, що «канали», що починаються, наприклад, в грунтовій екосистемі від грибів або від бактерій, а у водних екосистемах — від планктонних або бентосних (бентос — сукупність організмів, на дні і в грунті морських і материкових водоймищ) організмів, розрізняються за швидкістю передачі енергії. Бактерійний і планктонний канали швидші, ніж грибний і бентосний: вони характеризуються переважанням організмів з вищим відношенням продукції до біомаси. Вивчення поведінки математичних моделей таких систем показало, що в тих випадках, коли потоки по двох каналах зрівнюються, система стає набагато менш стабільною. Річ у тому, що в цьому випадку зміни в обох каналах відбуваються синхронно, а важлива саме асинхронність і можливість компенсації одного за рахунок іншого. Різке зниження стабільності відбувається і у тому випадку, коли потік йде тільки по одному каналу. Важливе значення в стабілізації належить «верховним хижакам», залежним від обох каналів і здатних ефективно стримувати зростання тих жертв, які починають переважати. Звідси слідують і важливі практичні виводи. Для збереження своєї стійкості екосистеми повинні бути гетерогенними, такими, що допускають можливість різних шляхів («каналів») передачі речовини і енергії від підстави трофічної піраміди до її вершини. Крім того, в них повинні бути «верховні хижаки», здатні перемикатися з одного каналу на іншій. Підстава в пірамідах чисел і біомаси може бути менше, ніж подальші рівні (залежно від співвідношення розмірів продуцентів і консументів). Піраміда енергії завжди звужується догори. У наземних екосистемах зменшення кількості доступної енергії зазвичай супроводжується зменшенням біомаси і чисельності особин на кожному трофічному рівні.