Трофічні ланцюги, мережі і піраміди
Під мікроскопом він відкрив, що на бліх Живе блоху кусає блішки; На блішки тій – блошінка-крихта, В блошінку ж встромляє зуб сердито Блошіночка… і так ad infinitum.
Джонатан Свіфт В ході еволюції сформувалося два типи харчування організмів: автотрофне та гетеротрофне. Автотрофне (самостійне) харчування полягає у безпосередньому перетворенні неорганічних речовин в органічні в процесі фотосинтезу за допомогою зовнішнього джерела енергії (як правило, сонячної радіації). Гетеротрофное харчування – це харчування вже готовими органічними речовинами. Воно притаманне, головним чином, тваринам і більшості мікроорганізмів.
За типом харчування організми поділяють на продуценти, консу-менти і редуценти.
Продуценти (інша назва автотрофи) – це організми, здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних. В основному це зелені рослини, які здійснюють фотосинтез. Вони споживають надлишки вуглекислого газу, що утворюється при клітинному диханні, і виділяють кисень (див. Ур. (2.3)). Оскільки процес синтезу органічних сполук з неорганічних пов’язаний з витратою енергії, то прийнято говорити, що продуценти запасають енергію для організмів-непродуцентов, для яких їжею є органічна речовина.
Гетеротрофи (споживачі) – це організми, що живляться готовими органічними речовинами. До консументам відносяться найрізноманітніші організми від мікроскопічних бактерій до величезних синіх китів. Консументів поділяють на кілька груп залежно від джерела використовуваної їжі. Гетеротрофи першого порядку (первинні консументи) харчуються безпосередньо продуцентами. Їх самих вживають в їжу консументи другого порядку (вторинні консументи). Скажімо, кролик, що поїдає морквину, – це консумент першого порядку, а лисиця, яка з’їла кролика, – консу-мент другого порядку. Бувають консументи третього, четвертого і вищих порядків.
Первинні консументи називають рослиноїдних або фитофагами. Гетеротрофи більш високих порядків – м’ясоїдні. Організми, що вживають в їжу і тварин, і рослини, відносять до всеїдних. Якщо одна тварина полює на інше і в кінцевому рахунку вбиває і з’їдає його, то говорять, що між цими тваринами існують відносини “хижак-жертва”.
Важлива група консументів – паразити, тобто організми, які тісно пов’язані зі своїми жертвами і протягом тривалого часу харчуються ними. Відносини організмів такого типу називають відносинами “господар-паразит”.
Нарешті, існує третій тип організмів – редуценти, які харчуються відходами життєдіяльності продуцентів і консументів. Редуценти представлені бактеріями, хробаками, грибами, молюсками та іншими організмами, що розкладають органічну речовину, що міститься у відходах і трупах. Редуценти відтворюють неорганічні речовини, необхідні для живлення продуцентів.
Спостережуваний в останні десятиліття глобальна екологічна криза – це, в першу чергу, криза редуцентів. Вони не справляються з кількістю і, найголовніше, з новим хімічним складом відходів, що утворюються в результаті людської діяльності. Справа в тому, що в природі кожен продуцент і консумент забезпечені своїми редуцентамі, а людина в зростаючому обсязі забруднює навколишнє середовище сполуками, в природі не зустрічаються і, отже, своїх редуцентов не мають. Мало того, що елементи, складові ці речовини, не повертаються в кругообіг, але багато з таких речовин небезпечні для живих істот. Швидше за все, біосфера впорається і з кризою редуцентів. Але не зведеться знайдене рішення до знищення порушника стійкості – виду Homo Sapiens? І не стають нові пандемії небачених раніше захворювань, таких як СНІД, провісниками того, що стійкість процесів у біосфері ось-ось буде відновлена??ціною знищення її порушника?
При вивченні відносин між організмами з’ясовується, що харчові відносини складають їх основу. Можна простежити різноманітні шляхи руху речовини в біосфері, при яких один організм поїдається іншим, інший – третім і т. д. Ряд таких ланок становить харчовий ланцюг – шлях, по якому їжа надходить від одного організму до іншого.
Ці ланцюги лише у виняткових випадках ізольовані. Навпаки, як правило, вони переплітаються, складаючи харчову мережу. Наприклад, різні рослиноїдні харчуються відразу декількома видами рослин і, в свою чергу, є їжею для кількох хижаків.
Незважаючи на різноманіття можливих харчових ланцюгів і всю складність харчових мереж, всі вони відповідають простій загальною схемою і ведуть від продуцентів до первинних консументам (або редуцентам), від них – до вторинних консументам (або, знову-таки, до редуцентам) і т. д. Продуценти, первинні, вторинні і т. д. консументи і редуценти – різні рівні цієї схеми. Їх називають трофічними (харчовими) рівнями. Продуцентів відносять до першого трофічного рівня, первинних консументів (рослиноїдних) – до другого, вторинних (хижаків, що харчуються рослиноїдними) – до третього і т. д. Загальну масу організмів (біомасу) на кожному трофічному рівні можна виміряти. Виявляється, що з переходом на наступний трофічний рівень біомаса падає в 10-100 разів. Нехай, наприклад, маса продуцентів на 1 га луки становить 10 т. Тоді маса рослиноїдних організмів не перевищить ~ 500 кг, а маса м’ясоїдних тварин – ~ 50 кг. Графічно розподіл біомаси по трофічних рівнів представляє піраміда біомаси. Різке зниження біомаси при підвищенні трофічного рівня викликано тим, що для формування тел консументів використовується лише мала частина споживаної їжі, тоді як більша частина її витрачається для отримання енергії.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)