Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах

Питание – основной способ движения веществ и энергии. Главным источником энергии для живых организмов на Земле является Солнце. Фотосинтезирующие организмы непосредственно используют энергию солнечного света. При этом из углекислого газа и воды образуются органические вещества. Органические вещества служат источником энергии не только для самого растения, но и для других организмов экосистемы. Высвобождение заключенной в пище энергии происходит в процессе дыхания. Продукты дыхания вновь используются зелеными растениями. В итоге вещества в экосистеме совершают круговорот. При этом энергия пищи не совершает круговорот, а постепенно превращается в тепловую энергию и уходит из экосистемы. Поэтому необходимым условием существования экосистемы является постоянный приток энергии извне.

Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах осуществляется по трофическим цепям, состоящим из отдельных организмов – трофических уровней.

Трофический уровень – совокупность организмов, объединенных типом питания. Различают следующие трофические уровни:

первый трофический уровень: продуценты – автотрофные организмы (растения), создающие органические вещества из неорганических за счет солнечной энергии (используется только около 1% солнечной радиации);

второй трофический уровень: консументы 1-го порядка – травоядные животные (гусеницы бабочек, мыши, зайцы, копытные и т. п.), потребляющие органические вещества, созданные продуцентами и усваивающие 10 % энергии, заключенной в созданных ими органических веществах (90% энергии расходуется на жизнедеятельность);

третий трофический уровень: консументы 2-го порядка – плотоядные животные (хищные насекомые, насекомоядные птицы и т. п.), потребляющие травоядных животных и усваивающие 10% энергии, заключенной в созданных ими органических веществах;

четвертый трофический уровень: консументы 3-го порядка – плотоядные животные и паразиты (хищные птицы и звери, паразиты), потребляющие консументов 2-го порядка и усваивающие 10% энергии, заключенной в созданных ими органических веществах.

Особую группу консументов составляют редуценты (разрушители), разлагающие органические останки продуцентов и консументов до простых неорганических соединений, которые затем используются продуцентами. К редуцентам относятся бактерии, грибы, жуки- навозники.

Трофические (пищевые) цепи и сети — ряды организмов, связанных друг с другом пищевыми взаимоотношениями, через которые в экосистеме происходит передача веществ и энергии. В зависимости от энергетических потоков различают два типа трофических цепей: 1. Пастбищные (цепи выедания или потребления) начинаются с фотосинтезирующих организмов. Например: суша: растения луга → насекомые луга → лягушки → ужи → ястреб;

море: фитопланктон → зоопланктон → рыбы → тюлени → белый медведь.

2. Детритные (цепи разложения) начинаются с отмерших остатков растений, трупов, помета. Детритные цепи наиболее распространены в лесах, где большая часть ежегодного прироста биомассы растений не потребляется растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь разложению (сапротрофными организмами) и минерализации. Например: листовая подстилка → дождевой червь → черный дрозд→ ястреб; детрит→бактерии, грибы→многоножки, личинки насекомых→сойка→ ястреб

Трофические цепи образуют в экосистеме трофическую сеть – сложное соединение нескольких трофических цепей, где организмы – звенья одной цепи – являются составными частями другой цепи. Каждый организм имеет несколько источников питания и сам является объектом питания для других организмов из одной и той же пищевой цепи, или даже из разных. Цепи питания переплетаются в сложные пищевые сети.