Для поддержания круговорота веществ в системе необходимы эти четыре компонента (хотя в принципе круговорот атомов может поддерживаться в системе и без промежуточного звена - консументов, за счет деятельности двух других групп организмов). Схема круговорота веществ в экосистеме приведена на рисунке.
9. Поток энергии и цепи питания.
Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот веществ в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. В конечном итоге вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими организмами в химические связи органических соединений. Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые организмы являются объектами питания других, то есть связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые связи в сообществах — это механизмы передачи энергии от одного организма к другому. В каждом сообществе трофические связи переплетены сложную сеть.
|
|
Таким образом, трофические сети в биогеоценозах очень сложные и создается впечатление, что энергия в них может долго мигрировать от одного организма к другому. На самом деле путь каждой конкретной порции энергии, накопленной зелеными растениями, короток. Она может передаваться не более чем через 4 —6 звеньев ряда, состоящего из последовательно питающихся друг другом организмов.
Цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества, называются пищевыми (трофическими) цепями
При составлении пищевых цепей необходимо соблюдать несколько правил:
• пищевые цепи короткие;
• пищевые цепи замкнутые;
• на первом трофическом уровне в цепи располагается продуцент или мертвое органическое вещество.
Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Первый уровень представлен чаще всего продуцентами, второй — растительноядными консументами, третий — плотоядными консументами, четвертый — плотоядными, потребляющими других плотоядных.
Чтобы ответить на вопрос о причинах небольшой длины пищевых цепей, нужно рассмотреть поток энергии в цепях питания.
Энергетический баланс консументов складывается из трат на рост, трат на дыхание и энергии неусвоенной пищи в виде экскрементов. Траты на дыхание во много раз больше энергетических затрат на увеличение массы самого организма, то есть основная часть потребляемой с пищей энергии идет у животного на поддержание их жизнедеятельности и лишь сравнительно небольшая — на построение тела, рост и размножение. Иными словами, большая часть энергии при переходе из одного звена пищевой цепи в другое теряется, так как к следующему потребителю может поступать лишь та энергия, которая заключается в массе поедаемого организма. По грубым подсчетам, эти потери составляют около 90 % при каждом акте передачи энергии через трофическую цепь.
|
|
Таким образом, запас энергии, накопленный зелеными растениями, в цепях питания стремительно иссякает. Поэтому пищевая цепь обычно включает всего 4 —5 звеньев. Потерянная в цепях питания энергия может быть восполнена только поступлением новых ее порций. Поэтому в экосистемах не может быть круговорота энергии, аналогичного круговороту веществ. Экосистема функционирует только за счет направленного потока энергии, постоянного поступления ее извне в виде солнечного излучения или готовых органических веществ.