Пищевые цепи питания — основа любого биоценоза. Благодаря им происходит круговорот энергии, макро- и микроэлементов. Сюда входят все уровни природы, в том числе и неживые, которые служат средой питания для сапрофагов. Существует два типа питания — это детритная (разложение) и пастбищная (выедание). Ярким примером детритной пищевой цепи является человек — он стоит во главе последовательности, так как употребляет в пищу практически любых животных.
Типы питания
Основной для пастбищной цепи являются автотрофные организмы, дальше идут употребляющие их растительноядные (к примеру: зоопланктон, который питается фитопланктоном), затем хищники (консументы) 1-го порядка (рыбы, употребляющие в пищу зоопланктонов) и хищники 2-го порядка (например: щука). В основном наиболее длинные цепи находятся в океанах, ведь именно там большинство обитателей занимают должность консументов 3-го и 4-го порядка.
Правильно составленные последовательности паразитов сильно отличаются от цепи плотоядных. Их характерным отличием является то, что по ходу звеньев цепи размер организмов закономерно уменьшается от носителя к паразиту. В обычных пастбищных и детритных путях происходит, наоборот, увеличение размеров организма. Можно привести следующие примеры:
- трава — травоядные — блохи — жгутиконосцы;
- корова — слепень — бактерии — фаги.
Детритные наиболее распространены в лесах, где большая часть растений не употребляется растительноядными животными, а просто отмирает. При этом подвергая себя разложению сапротрофными организмами и минерализации.
Примеры детритной цепи питания леса встречаются в разлагающейся подстилке умеренных лесов:
- опавшие листья — червь — дрозд — ястреб;
- перегной — червь — ёж — лиса.
Эти два типа питания связаны наличием некрофагов, которые поедают трупы животных, но только мягкую их часть. Внутренности животного и его кости остаются перегнивать, преобразуясь при этом в детрит. А после смерти сами падальщики становятся пищей для сапрофагов.
Основные звенья
В каждой последовательности необходимо установить несколько звеньев, которые делятся на продуцентов, консументов и редуцентов. Различаются они способом питания — добычей органики и энергии для обеспечения процессов жизнедеятельности. Различие двух видов таких последовательностей в том, что пастбищный тип всегда начинается продуцентом, детритный — редуцентом. Но, оба в любом случае заканчиваются редуцентом. Каждое звено характеризуется своим способом получения энергии:
- Продуценты. Это звено характеризуется автотрофным типом питания. Автотрофы — формы жизни, способные к синтезу органических молекул из неорганики. Таким способом питания характеризуются растительный мир (в том числе водоросли, представители водной флоры) и цианобактерии. За счёт фотосинтетических процессов (или хемосинтетических) они способны синтезировать органические молекулы из углеродного диоксида и воды.
- Консументы. Принимают участие в обоих типах питания. Они занимают три средних трофических уровня и никогда не бывают начальным или завершающим звеном. Тип питания консументов — гетеротрофный. Источником органических компонентов и всех необходимых элементов служат готовые питательные вещества. Это различные фитофаги и хищные животные разных раскрасок.
- Редуценты (деструкторы). По способу пропитания они сапротрофы. Сходные с гетеротрофами, но питаются мёртвой органикой (мёртвые животные, опавшая листва, экскременты). Их особенность в том, что во время метаболических процессов организма они способствуют разложению органических соединений до неорганических, чем завершают круговой энергетический цикл (включая различные элементы). Потому являются завершающим сегментом любой цепи. Однако в деструкции они играют роль первого звена, являясь объектом пропитания для гетеротрофов-консументов.
Разнообразие типов пропитания способствует хорошей циркуляции энергии и необходимому многообразию формирующихся цепей в биоценозе. Каждое звено является новым трофическим сегментом, чётко принадлежащим определённой группе организмов.
Первый трофический уровень, как правило, занимают или продуценты с автотрофным типом питания, или деструкторы. Ко второму сегменту относятся консументы первого порядка, обычно представленные фитофагами (в детритной они могут быть хищниками). Третий и четвёртый всегда занимают консументы-хищники. Последний, пятый уровень закреплён за деструкторами-сапрофагами, которые разрушают связи в органических соединениях, способствуя их возвращению в категорию неорганических элементов.
Трофические уровни позволяют отследить циркуляцию энергии в экосистеме и выявить определённые зависимости. Зависимость, наблюдаемая при переходе энергии с уровня на уровень, называется законом 10%. Такое соотношение возникает в связи с тем, что часть энергии расходуется на обеспечение жизнедеятельности организма одного уровня. При переходе с уровня на уровень утрачивается 80−90% энергии по сравнению с предыдущим.
первичной энергии, образовавшейся в продуцентах, составляет 300 ккал/кв. м, при переходе на уровень первичных консументов происходит потеря 90% энергии и остаток составляет 30 ккал/кв. м, что является 10% по сравнению с предыдущим трофическим уровнем. При переходе к консументам второго порядка теряется ещё 80% энергии от предыдущего уровня и остаётся 6 ккал/кв. м. Это универсальная модель, которую можно применить к любому потоку поступления и расходования энергии.
По таким данным можно нарисовать графики, которые будут отображать все изменения при переходах и чётко покажут энергетическую зависимость пищевой цепи. При объединении нескольких моделей в точках взаимосвязи можно построить схему перемещения энергии между звеньями всех цепочек, образованных в конкретной экосистеме и увидеть полноценный рисунок биоэнергетической модели циркуляции.
Детритная пищевая цепь
Основной производитель питательных элементов в этой цепи — продукты распада и разложения мёртвой органики, называемые детритом. Они могут происходить как из флоры, так и из фауны. Примерами детрита могут быть опавшая листва, останки мёртвых животных, продукты жизнедеятельности (экскременты) и упавшие деревья.
Детрит — среда питания (а нередко и обитания) для организмов первого уровня, детритофагов. В основном животные, относящиеся к беспозвоночным — дождевые черви, насекомые, моллюски. Детритофаги и питающиеся ими хищники, занимают основные звенья — первые четыре трофических сегмента. Заканчивается цепь редуцентами-деструкторами, которые разлагают органические останки мёртвых детритофагов и хищников до неорганических соединений. Примерами таких редуцентов могут быть бактерии и грибы.
Детритные цепи питания неразрывно связаны с пастбищными, поскольку один и тот же организм может участвовать, как в одной, так и в другой. Схема питания животных на примере детритной и пастбищной цепи:
- Детритная цепь «навоз — дождевой червь — ёж — хищная птица» и пастбищная цепь «пшеница — полевая мышь — уж — хищная птица».
- Детритная «останки животного — личинки мух — лягушка — лисица» и пастбищная «пыльца растения — бабочка — лягушка — лисица».
- Детритная «подгнившая листва — червь — крот — куница» и пастбищная «ягоды — лесная полевка — куница — ястреб».
Для детритной цепи характерными чертами являются пребывание одновременно в двух экосистемах, присутствие нескольких консументов и непрерывная связь с пастбищной цепью, но всегда есть доминирующая.
Как правило, это зависит от условий окружающей среды. Однако есть экосистемы, которые лишены пастбищных и существуют исключительно за счёт детритных — подземные биоценозы. Такие экосистемы лишены важного для пастбищной цепи питания звена — продуцентов с автотрофным типом питания.
Их пищевые цепи разветвлены. Один продуцент может обладать сразу несколькими консументами, которые, в свою очередь, владеют 2−3 источниками питания. И какой из них выбрать именно сейчас, решают они сами.
Роль детритной цепи в определённом биоценозе неоценима. Она является полноценным участником круговорота энергии, макро- и микроэлементов наравне с пастбищной. Экосистема не может нормально функционировать без участия цепи разложения. А взаимосвязь детритной и пастбищной через консументы и редуценты-сапрофаги является органичной взаимосвязью, позволяющей создавать множество путей и потоков для перемещения энергии.
