Трофическая структура экосистемы

Что такое трофическая структура

Изучение трофических структур в биологии началось в XIX веке. Один из первых ученых, который занимался этой темой, был немецкий зоолог Эрнст Геккель — именно ему приписывают авторство термина «экология».

В 1927 году американский эколог Чарльз Элтон первым предложил изображать трофические взаимоотношения между организмами в виде специальных схем. С его работ началось активное использование словосочетание «цепь питания».

В 1935 году английский ботаник Артур Тенсли ввел в научный обиход термин «экосистема».

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Основы изучения биоэнергетики экосистем заложил американский эколог Рэймонд Линдеман. Им была разработана концепция «экологической эффективности», которая описывает эффективность передачи энергии от одного уровня питания к другому.

С тех пор исследования трофических структур в биологии продолжаются, и современные ученые используют различные методы и технологии для того, чтобы изучать эти зависимости в различных экосистемах.

Трофическая структура — это описание взаимоотношений между организмами в экосистеме, основанное на пищевой цепи.

Трофическая структура также отражает уровень продуктивности экологической системы и ее устойчивость к изменениям внешних условий.

По типу питания живые организмы делятся на автотрофов и гетеротрофов. Первые синтезируют свою пищу, вторые потребляют органику, но не производят ее.

Автотрофы — это организмы, которые способны синтезировать органику из неорганических веществ, содержащихся в почве, воде или воздухе.

Также называются продуцентами. Являются основой пищевой цепочки и обеспечивают энергию для всех других звеньев трофической цепи.

Делятся на два вида:

  • фототрофы — используют солнечную энергию;
  • хемотрофы — получают энергию от химических реакций.
Пример 1

Основными автотрофами на суше являются высшие растения, особенно деревья. Пример океанического автотрофа — это фитопланктон.

фотоавтотроф

Источник: natworld.info

Гетеротрофы — это организмы, которые не могут производить свою пищу и получают ее из других организмов.

Пример 2

Примерами гетеротрофов являются животные, грибы, многие бактерии.

способ

Источник: slideserve.com

Гетеротрофы делятся на два типа:

  1. Консументы — это организмы, которые потребляют готовые органические вещества, но не способны разлагать их.
  2. Редуценты — разлагают органику, превращая ее в неорганические вещества.

Среди консументов выделяют три группы животных:

  1. Травоядные — едят только растительную пищу, например, траву, листья, фрукты и овощи. Например, к ним относятся козы, олени, зайцы, коровы, панды.
  2. Хищники — используют в качестве пищи других животных. Это очень разнообразная группа. В нее входят такие огромные и свирепые хищники, как волки, пантеры, крокодилы, удавы. И в то же время к хищникам относятся и множество мелких животных, в том числе многие виды насекомых — например, пауки и стрекозы. Хищники играют важную роль в регулировании численности животных в природе.
  3. Всеядные животные — едят как растительную, так и животную пищу. Примеры всеядных насекомых — муравьи и тараканы. Примеры всеядных млекопитающих — свиньи, белки, барсуки, мыши.

Редуценты помогают поддерживать здоровье экосистемы, удаляя органические отходы и превращая их в необходимые элементы питания для других организмов. Они также помогают предотвратить накопление отходов и контролировать распространение болезней и паразитов.

Пример 3

Бактерии являются наиболее распространенными редуцентами и могут обитать в почве, воде и других местах, где есть органические отходы. Грибы также играют важную роль в разложении органических материалов, особенно в лесной подстилке.

Характеристика

Существует три основных типа трофических структур:

  • прямая;
  • косвенная;
  • смешанная.

Прямая трофическая структура характеризуется тем, что энергия передается от продуцентов (например, растений) к потребителям (например, травоядным животным), а затем к хищникам. Это означает, что каждый последующий уровень питания потребляет организмы предыдущего уровня.

Пример 4

Примером прямой трофической структуры может служить луговая экосистема.

Косвенная трофическая структура характеризуется тем, что энергия передается от продуцентов к потребителям через несколько промежуточных уровней.

Пример 5

Косвенные трофические структуры часто встречаются в морских и океанических экосистемах.

Смешанная трофическая структура характеризуется тем, что в ней существуют как прямые, так и косвенные связи питания.

Пример 6

Например, в лесной экосистеме могут существовать косвенные связи питания через грибы, которые могут быть как продуцентами, так и потребителями.

Кроме того, трофические структуры могут быть различными по сложности и размеру. Например, в маленькой пресной водной экосистеме может существовать только несколько видов организмов, образующих простую цепь питания. В то же время, в океанической экосистеме существует множество различных видов организмов, образующих сложные и переплетенные трофические цепи.

Существуют разные классификации трофических цепей.

По количеству уровней выделяют цепи:

  1. Простые — состоят из трех уровней. Чаще всего это растения, травоядные виды и хищники. Первый уровень состоит из продуцентов — например, это травянистая растительность. На втором уровне растения съедаются кроликами. На третьем — кролики становятся пищей для лис.
  2. Сложная — это цепочка, которая строится из множества уровней. Например, в лесной экосистеме растения синтезируют органику из углекислого газа с помощи энергии Солнца. Затем эту растительность поедают насекомые — например, жуки. Их съедают мелкие птицы, которые в свою очередь могут быть добычей для хищных млекопитающих или более крупных птиц.

По преобладанию типа питания:

  1. Пастбищная — в данном случае преобладают процессы поедания продуцентов растительноядными животными. Верхние уровни данной трофической цепи представлены хищниками разных порядков.
  2. Детритная — при данном типе цепи наиболее распространенными являются процессы разложения органических веществ. Детритные цепи часто встречаются в лесу. Здесь обильная растительность активно разлагается с помощью детритофагов, в качестве которых выступают грибы и бактерии.

Также существует классификация по типам экосистем — например, выделяют лесные, морские, луговые и иные трофические структуры.

Пример 7

Например, в океанической пищевой структуре фитопланктон является первичным источником питания для зоопланктона. Тот свою очередь съедается рыбами, а они могут быть добычей для более хищных рыб и млекопитающих.

В трофические цепи могут быть включены паразиты — живые существа, использующие другие организмы в качестве источника питания и часто живущие в них. Классическими примерами паразитов являются разные виды глистов.

Трофическая структура в экосистемах может быть различной, но все они основаны на пищевой цепи, которая показывает, как организмы получают пищу и как они связаны друг с другом в экосистеме.

цепь

Источник: travelask.ru

Каждый следующий трофический уровень содержит меньше организмов, чем предыдущий, так как энергия, полученная от пищи, теряется при каждом передаче от одного организма к другому.

Значение

Трофические структуры имеют огромное значение в природе, так как они определяют взаимодействие между различными видами живых организмов в экосистеме.

Функции:

  1. Регуляция численности — трофические структуры регулируют численность популяций. Например, если происходит увеличение численности хищников, то это может привести к уменьшению количества их добычи.
  2. Передача энергии — продуценты получают энергию от солнечного света и используют ее для производства органических веществ. Затем энергия передается от одного трофического уровня к другому, когда организмы потребляют друг друга. При каждом переходе от одного уровня к другому, часть энергии теряется в виде тепла. Это означает, что каждый последующий уровень питания получает меньше энергии, чем предыдущий. Таким способом цепи питания помогают оптимизировать передачу энергии в экосистеме.
  3. Поддержание биоразнообразия — трофические структуры помогают поддерживать баланс в экологических системах, сохраняя таким образом биологическое разнообразие.

Примеры

Трофическая структура в экосистемах может быть различной в зависимости от многих факторов, таких как климат, географическое расположение, тип почвы и многое другое.

Примеры трофических структур в разных экосистемах:

  1. Лесные экосистемы — основными источниками питания являются разнообразные виды растительности, в том числе это листва и кора деревьев, травянистые растения, кустарники, ягоды. Ими питаются разнообразные видов животных — зайцы, белки, мыши, ежи. В свою очередь, на этих животных охотятся хищники — волки, лисы, совы.
  2. Морские экосистемы — первый уровень трофической структуры представлен планктоном. Его поедают мелкие рыбы и членистоногие, которые в свою очередь являются пищей для крупных рыб и морских млекопитающих. Также в морских экосистемах есть детритофаги, которые питаются остатками органики на дне моря.
  3. Пустынные экосистемы — в качестве продуцентов выступают суккуленты и растения, которые могут расти в оазисах. Их поедают мелкие грызуны, такие как хорьки и тушканчики. Эти грызуны служат пищей для змей и ящериц, которых в свою очередь поедают более крупные хищники — например, вараны и орланы.
  4. Тундровые экосистемы — на первом трофическом уровне находятся лишайники и мхи, которые могут расти на голой земле. Они служат пищей для мелких грызунов, таких как лемминги и мыши. В свою очередь, эти грызуны могут быть пищей для хищников, таких как медведи и волки.

Пример структуры простой пищевой цепи:

  1. Продуценты — травянистые растения производят органику из неорганических веществ.
  2. Первичные потребители — жуки-листоеды питаются травянистыми растениями.
  3. Хищники 1-го порядка — птицы семейства воробьиных поедают жуков-листоедов.

Пример строения длинной пищевой цепи:

  1. Продуценты — фитопланктон синтезирует органические вещества из неорганических.
  2. Первичные потребители — зоопланктон (мелкие рачки, коловратки) поедают фитоплактон.
  3. Хищники 1-го порядка — медузы питаются зоопланктоном и сами являются макрозоопланктоном.
  4. Хищники 2-го порядка — медуз поедают многие рыбы, в том числе тунцы.
  5. Хищники 3-го порядка — тунцов поедают некоторые виды акул и рыба-меч.

Насколько полезной была для вас статья?

У этой статьи пока нет оценок.

Заметили ошибку?

Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»