Mi határozza meg a trofikus szintek számát? Trófiai szintek, típusok, jelentések, minták és élelmiszerlánc meghatározása

1. szint, producerek

2. szint, nyúl

3. szint, róka

4. szint, sas

Táplálkozási szint- egy szervezetnek a termelőktől való távolságát jelző egység az élelmiszer- (trofikus) láncban. Szó trofikus görögből származik τροφή (trophē) – étel.

Mind a trofikus szintek száma, mind a vizsgálatuk összetettsége növekszik, kivéve az időszakos tömeges kihalásokat.

Szintek

A trofikus láncnak több szintje van. A tápláléklánc az 1. szinten kezdődik – itt helyezkednek el a termelők, például az üzemek. A 2. szinten vannak olyan növényevők, amelyek a termelőkkel táplálkoznak. A húsevők a 3. szinten találhatók. Néha a tápláléklánc csúcsragadozókkal végződik, amelyek a 4. vagy 5. trófikus szinten találhatók. A magasabb biodiverzitású ökológiai közösségek bonyolultabb trófikus útvonalakat alkotnak.

Az élelemszerzés módszerei

A "trófikus szint" fogalmát Raymond Lindemann vezette be 1942-ben August Thienmann (1926) terminológiája alapján, aki a táplálékszerzés módszereit nevezte:

A trofikus szinteket nem mindig természetes egész számok határozzák meg, mivel az élőlények gyakran különböző ételeket esznek, és egynél több trófikus szinten vannak. Például egyes húsevők növényeket is esznek. A nagyragadozó kisebb ragadozókkal és növényevőkkel is táplálkozhat. A gyilkos bálnák csúcsragadozók, de külön fajokra vannak osztva, amelyek meghatározott zsákmányt vadásznak - tonhalra, kis cápákra és fókákra. Daniel Poli bemutatta a trofikus szintek számításait:

T L i = 1 + ∑ j (T L j ⋅ D C i j) (\displaystyle TL_(i)=1+\sum _(j)(TL_(j)\cdot DC_(ij))\ !},

Ahol T L j (\displaystyle TL_(j)) a zsákmány trofikus szintje j, A D C i j (\displaystyle DC_(ij)) egy részvény j a szervezet étrendjében én.

] [ Orosz nyelv ] [ Ukrán nyelv ] [ Fehérorosz nyelv ] [ Orosz irodalom ] [ Fehérorosz irodalom ] [ Ukrán irodalom ] [ Az egészségügy alapjai ] [ Külföldi irodalom ] [ Természetrajz ] [ Ember, Társadalom, Állam ] [ Egyéb tankönyvek ]

§ 8. Trofikus szintek. Ökológiai piramisok

A trofikus szintek fogalma. Táplálkozási szint- Ez olyan organizmusok gyűjteménye, amelyek egy bizonyos helyet foglalnak el a teljes táplálékláncban. NAK NEK azok az élőlények, amelyek energiájukat a Napból ugyanannyi lépésen keresztül kapják, ugyanahhoz a trofikus szinthez tartoznak.

A trofikus szintek formájában összekapcsolt organizmuscsoportok ilyen sorrendje és alárendeltsége az anyag és az energia áramlását jelenti egy ökoszisztémában, szerveződésének alapja.

Az ökoszisztéma trófikus szerkezete. A táplálékláncokban zajló energiaátalakulások sorozatának eredményeként az ökoszisztéma minden élő szervezet közössége egy bizonyos trofikus szerkezet. Egy közösség trofikus szerkezete a termelők, fogyasztók (külön az első, második stb. rendűek) és a lebontók közötti kapcsolatot tükrözi, kifejezve vagy az élőlények egyedszámával, ill. ph biomassza, vagy a bennük lévő energia egységnyi területre, egységnyi időre számítva.

A trofikus szerkezetet általában úgy ábrázolják ökológiai piramisok. Ezt a grafikus modellt Charles Elton amerikai zoológus fejlesztette ki 1927-ben. A piramis alapja az első trófikus szint - a termelők szintje, a piramis következő szintjeit pedig a következő szintek - különféle megrendelések fogyasztói - alkotják. Az összes blokk magassága azonos, a hossza pedig arányos a számmal, a biomasszával vagy az energiával a megfelelő szinten. Ökológiai piramisok építésének három módja van.

1. Számpiramis(bőség) az egyes szervezetek számát tükrözi az egyes szinteken. Például egy farkas etetéséhez legalább több nyúlra van szüksége, hogy vadászhasson; E nyulak etetéséhez meglehetősen sokféle növényre van szükség. Néha a számpiramisok megfordíthatók, vagy fejjel lefelé. Ez vonatkozik az erdei táplálékláncokra, ahol a fák termelőként, a rovarok pedig elsődleges fogyasztóként szolgálnak. Ebben az esetben az elsődleges fogyasztók szintje számszerűen gazdagabb, mint a termelők szintje (nagyszámú rovar táplálkozik egy fán).

2. Biomassza piramis- a különböző trofikus szintű élőlények tömegeinek aránya. A szárazföldi biocenózisokban a termelők össztömege általában nagyobb, mint minden egyes következő kapcsolat. Az elsőrendű fogyasztók össztömege viszont nagyobb, mint a másodrendű fogyasztóké stb. Ha az élőlények mérete nem tér el túlságosan, akkor a grafikon általában egy lépcsős, elvékonyodó csúcsú piramist eredményez. Tehát 1 kg marhahús előállításához 70-90 kg friss fűre van szükség.

A vízi ökoszisztémákban a biomassza fordított, vagy fordított piramisát is kaphatjuk, amikor a termelők biomasszája kisebb, mint a fogyasztóké, és néha a lebontóké. Például az óceánban, a fitoplankton meglehetősen magas termelékenysége mellett, annak teljes tömege egy adott pillanatban kisebb lehet, mint a fogyasztói fogyasztóké (bálnák, nagy halak, kagylók).

A számok és a biomassza piramisai tükrözik statikus rendszerek, azaz az élőlények számát vagy biomasszáját egy bizonyos időtartamon belül jellemzik. Nem adnak teljes körű információt egy ökoszisztéma trofikus szerkezetéről, bár számos gyakorlati probléma megoldását teszik lehetővé, különösen az ökoszisztémák fenntarthatóságának megőrzésével kapcsolatban. A számok piramisa lehetővé teszi például a vadászati ​​idényben a halfogás vagy az állatok kilövésének megengedett mennyiségének kiszámítását anélkül, hogy ez a normális szaporodásukra nézve következményekkel járna.

3. Energia piramis tükrözi az energiaáramlás mennyiségét, az élelmiszertömegnek a táplálékláncon való áthaladásának sebességét. A biocenózis szerkezetét nem a fix energia mennyisége, hanem az élelmiszertermelés üteme befolyásolja nagyobb mértékben.

Megállapítást nyert, hogy a következő trofikus szintre átvitt energia maximális mennyisége esetenként az előző 30%-a is lehet, és ez a legjobb esetben is így van. Számos biocenózisban és táplálékláncban az átvitt energia mennyisége csak 1%.

1942-ben R. Lindeman amerikai ökológus megfogalmazta az energiák piramisának törvénye (10 százalék törvénye), mely szerint az ökológiai piramis előző szintjén kapott energiának átlagosan mintegy 10%-a jut át ​​az egyik trofikus szintről a táplálékláncokon keresztül egy másik trofikus szintre. A többi energia elvész hősugárzás, mozgás stb. Az anyagcsere-folyamatok eredményeként az élőlények a tápláléklánc minden egyes láncszemében az összes energia mintegy 90%-át elvesztik, amelyet létfontosságú funkcióik fenntartására fordítanak.

Ha egy nyúl 10 kg növényi anyagot evett, akkor a saját súlya 1 kg-mal növekedhet. Egy róka vagy farkas 1 kg nyúlhúst elfogyasztva mindössze 100 g-mal növeli a tömegét, a fás szárú növényeknél ez az arány jóval alacsonyabb, mivel a faanyagot rosszul veszik fel a szervezetek. A fűfélék és hínárok esetében ez az érték sokkal nagyobb, mivel nincsenek nehezen emészthető szöveteik. Az energiaátadás folyamatának általános mintája azonban megmarad: sokkal kevesebb energia halad át a felső trofikus szinteken, mint az alsókon.

Emiatt a táplálékláncoknak általában nem lehet több 3-5 (ritkán 6) láncszemnél, és az ökológiai piramisok sem állhatnak sok emeletből. A tápláléklánc utolsó láncszeme, csakúgy, mint az ökológiai piramis legfelső emelete, olyan kevés energiát kap, hogy az sem lesz elég, ha az élőlények száma nő.

Ez az állítás azzal magyarázható, hogy nyomon követjük az elfogyasztott élelmiszer energiájának elköltését (C). Egy része új sejtek építésére megy el, pl. növekedésenként (P). A táplálékenergia egy része az energia-anyagcserére 7 vagy a légzésre (i?) fordítódik. Mivel a táplálék emészthetősége nem lehet teljes, i.e. 100%, akkor az emésztetlen táplálék egy része ürülék formájában kikerül a szervezetből (F). A mérleg egyenlete így fog kinézni:

C = P+R + F .

Figyelembe véve, hogy a légzésre fordított energia nem kerül át a következő trofikus szintre, és elhagyja az ökoszisztémát, világossá válik, hogy minden következő szint miért lesz mindig kisebb, mint az előző.

Ez az oka annak, hogy a nagy ragadozó állatok mindig ritkák. Ezért nincsenek farkasokkal táplálkozó ragadozók sem. Ebben az esetben egyszerűen nem lenne elegendő táplálékuk, mivel a farkasok száma kevés.

Az ökoszisztéma trofikus szerkezete az alkotó fajok közötti összetett táplálkozási kapcsolatokban fejeződik ki. A számokból, biomasszából és energiából álló ökológiai piramisok grafikus modellek formájában ábrázolják a különböző táplálkozási módokkal rendelkező szervezetek – termelők, fogyasztók és lebontók – mennyiségi kapcsolatait.

1. Határozza meg a trofikus szintet. 2. Mondjon példákat az azonos trofikus szinthez tartozó szervezetekre! 3. Milyen elv alapján épülnek az ökológiai piramisok? 4. Miért nem tartalmazhat egy tápláléklánc 3-5 láncszemnél többet?

Általános biológia: Tankönyv 11 éves középiskola 11. évfolyama számára, alap- és emelt szintre. N.D. Lisov, L.V. Kamlyuk, N.A. Lemeza és munkatársai, szerk. N.D. Lisova.- Mn.: Fehéroroszország, 2002.- 279 p.

Az Általános biológia: Tankönyv 11. osztályos tankönyv tartalma:

1. fejezet Fajok - az élő szervezetek létezésének egysége

• 2. § A populáció egy faj szerkezeti egysége. A népesség jellemzői

2. fejezet Fajok, populációk kapcsolatai a környezettel. Ökoszisztémák

• 6. § Ökoszisztéma. Az élőlények kapcsolatai az ökoszisztémában. Biogeocenózis, biogeocenózis szerkezete
• 7. § Anyag és energia mozgása egy ökoszisztémában. Tápáramkörök és hálózatok
• 9. § Az anyagok körforgása és az energiaáramlás az ökoszisztémákban. A biocenózisok termelékenysége

3. fejezet Az evolúciós nézetek kialakulása

• 13. § Charles Darwin evolúciós elmélete megjelenésének előfeltételei
• 14. § Charles Darwin evolúciós elméletének általános jellemzői

4. fejezet Modern elképzelések az evolúcióról

• 18. § Az evolúcióelmélet fejlődése a Darwin utáni időszakban. Szintetikus evolúcióelmélet
• 19. § A népesség az evolúció elemi egysége. Az evolúció előfeltételei

5. fejezet A földi élet eredete és fejlődése

• 27. § Az élet keletkezésével kapcsolatos elképzelések kidolgozása. Hipotézisek a földi élet eredetéről
• 32. § A növény- és állatvilág fejlődésének főbb szakaszai
• 33. § A modern szerves világ sokszínűsége. A taxonómia alapelvei

6. fejezet Az ember eredete és fejlődése

• 35. § Elképzelések kialakulása az ember eredetéről. Az ember helye az állattani rendszerben
• 36. § Az emberi evolúció szakaszai és irányai. Az ember elődei. A legkorábbi emberek
• 38. § Az emberi evolúció biológiai és társadalmi tényezői. Egy személy minőségi különbségei

Bolygónk bioszférájában az anyag és az energia stabil biogeokémiai ciklusai az élőlények által elfogyasztott anyagok és a természetes környezetbe kibocsátott salakanyagok halmazának biológiai sokfélesége miatt jönnek létre. Az anyagok biológiai körforgásának alapja az trofikus szintek, amelyeket az élő szervezetek meghatározott típusai képviselnek, három fő csoportra osztva: termelőkre, fogyasztókra és lebontókra. A trofikus szint olyan organizmusok populációiból áll, amelyek ugyanazokat a trofikus funkciókat látják el az ökoszisztémában, és eltérő fajösszetételűek (a görög trophe - „élelmiszer”) szóból.

Első trófikus szint - elsődleges termelés szintje- autotrófokat képeznek. Ezek olyan szervezetek, amelyek napenergia felhasználásával szerves anyagokat (szénhidrátokat, zsírokat, fehérjéket, nukleinsavakat) szintetizálnak szervetlen vegyületekből. Az elsődleges termelés a növényi szövetek biomasszája. Az elsődleges termelők növények, fotoautotróf baktériumok és kemoszintetikus baktériumok (kemotrófok). A kemotrófok olyan mikroorganizmusok, amelyek szerves anyagokat szintetizálnak az ammónia, hidrogén-szulfid és más vízben és talajban található anyagok oxidációs energiájával.

A második trofikus szintet a fogyasztók (heterotrófok):

1) elsőrendű - fitofágok - növényeket élelmiszerként használnak;

2) másodrendű - állati takarmány.

A harmadik trofikus szinten - bontók. Ezek olyan szervezetek, amelyek a salakanyagokat és az elhalt szervezeteket ásványi anyagokra, szén-dioxidra és vízre bontják. A fogyasztók részt vesznek a szerves anyagok mineralizációjában is.

Minden élőlény a korábbi trofikus szintekről származó biomasszát használja táplálékként, energiát veszít a légzés, a test felmelegítése, a különféle tevékenységi formák és az ürülék révén.

Különböző trofikus szintű fajok között vannak kapcsolatok, amelyek trofikus láncok (táplálkozási láncok) rendszerét alkotják. Az erőforrás-felhasználás minden trófikus szinten az ökoszisztéma fajdiverzitásától függ.

A szennyezett területeken csökkenhet a fajok diverzitása, ami a trofikus szerkezet egyszerűsödését okozza.

Napjainkban a biocenózisok szerkezetében a természeti környezet szennyezettsége miatti zavarokat rögzítik. A mérgező anyagok a táplálékláncon keresztül terjednek, és hozzájárulnak az állatok, madarak, vízi szervezetek pusztulásához, valamint felhalmozódnak az emberek által fogyasztott élelmiszerekben.

Korábbi anyagok:

A táplálékláncok és a trofikus szintek a biológiai körforgás szerves részét képezik. Sok elemről van szó. Ezután nézzük meg közelebbről az ökoszisztéma trofikus szintjeit.

Terminológia

A tápláléklánc a növényi élelmiszerekben található energia mozgása számos organizmuson keresztül annak eredményeként, hogy azok egymást eszik. Szervetlen anyagokból csak a növények képeznek szerves anyagot. A trofikus szint organizmusok komplexuma. Kölcsönhatás lép fel közöttük a tápanyagok és az energia forrásból történő átvitelének folyamatában. A trófikus láncok (trofikus szint) feltételezik az élőlények bizonyos helyzetét e mozgás során az egyik vagy másik szakaszban (link). A tengeri és a szárazföldi biológiai szerkezetek sok tekintetben különböznek egymástól. Az egyik legfontosabb, hogy az előbbiben a tápláléklánc hosszabb, mint az utóbbiban.

lépések

Az első trofikus szintet az autotrófok képviselik. Termelőknek is nevezik őket. A második trofikus szint az eredeti fogyasztókból áll. A következő szakaszban azok a fogyasztók állnak, akik növényevő szervezeteket fogyasztanak. Ezeket a fogyasztókat másodlagosnak nevezzük. Ide tartoznak például az elsődleges ragadozók, húsevők. A 3. trófeaszint a 3. rendű fogyasztókat is tartalmazza. Ők viszont gyengébb ragadozókat fogyasztanak. Általános szabály, hogy korlátozott számú trófikus szint létezik - 4 vagy 5. Ritkán van hatnál több. Ezt a táplálékláncot általában lebontók vagy lebontók zárják le. Ezek baktériumok, mikroorganizmusok, amelyek lebontják a szerves maradványokat.

Fogyasztók: általános tájékoztatás

Nem csak „evők”, akiket a tápláléklánc tartalmaz. Igényeiket egy visszacsatoló (pozitív) visszacsatolási rendszeren keresztül elégítik ki. A fogyasztók befolyásolják az ökoszisztéma magasabb trofikus szintjét. Így például az afrikai szavannák növényzetének nagy antilopcsordák általi elfogyasztása, valamint a száraz időszakban bekövetkező tüzek elősegítik a tápanyagok talajba való visszatérésének sebességét. Ezt követően az esős évszakban a lágyszárúk regenerációja és termelése fokozódik.

Odum példája elég érdekes. Leírja a fogyasztóknak a termelőkre gyakorolt ​​hatását a tengeri ökoszisztémában. A törmeléket és algákat fogyasztó rákok többféleképpen "gondoskodnak" füvükről. Felbontják a talajt, ezáltal fokozzák a víz keringését a gyökerek közelében, és oxigént és szükséges elemeket juttatnak be az anaerob tengerparti zónába. A szerves anyagokban gazdag fenékiszapok folyamatos feldolgozása során a rákok javítják a bentikus algák fejlődésének és növekedésének feltételeit. Az egyik trofikus szint olyan organizmusokból áll, amelyek ugyanannyi lépésen keresztül nyernek energiát.

Szerkezet

Az egyes trofikus szinteken elfogyasztott élelmiszerek nem asszimilálódnak teljesen. Ez annak köszönhető, hogy jelentős veszteségei vannak az anyagcsere folyamatok szakaszában. Ebben a tekintetben a következő trofikus szintbe tartozó szervezetek termelése kisebb, mint az előzőben. Egy biológiai rendszeren belül az energiát tartalmazó szerves vegyületeket autotróf szervezetek állítják elő. Ezek az anyagok energiaforrást és szükséges összetevőket jelentenek a heterotrófok számára. Egy egyszerű példa a következő: az állat növényeket eszik. Az állatot viszont az állatvilág egy másik nagyobb képviselője is megeheti. Így az energia több szervezeten keresztül is átjuthat. A következő az előzőt használja, amely energiát és tápanyagot szolgáltat. Ez a szekvencia alkotja a táplálékláncot, amelyben a trofikus szint a láncszem.

elsőrendű termelők

A kezdeti trofikus szint autotróf organizmusokat tartalmaz. Ezek elsősorban a zöldfelületeket foglalják magukban. Egyes prokarióták, különösen a kék-zöld algák, valamint néhány baktériumfaj, szintén képesek fotoszintetizálni. A trofikus szinthez való hozzájárulásuk azonban jelentéktelen.

A fotoszintetikus aktivitásnak köszönhetően a napenergia kémiai energiává alakul. Szerves molekulákból áll, amelyekből viszont szövetek épülnek fel. A szervesanyag-termeléshez viszonylag kis mértékben járulnak hozzá a kemoszintetikus baktériumok. Szervetlen vegyületekből nyerik ki az energiát. Az algák a vízi ökoszisztémák fő termelői. Gyakran kis egysejtű szervezetek képviselik őket, amelyek fitoplanktont alkotnak a tavak és óceánok felszíni rétegeiben. A szárazföldi elsődleges termelés nagy része jobban szervezett formában történik. Gymnosperms és zárvatermő növényekhez tartoznak. Ezek miatt rétek, erdők képződnek.

Fogyasztók 2, 3 megrendelés

A tápláléklánc kétféle lehet. Különösen a törmelék és a legelőszerkezetek különböztethetők meg. Ez utóbbira példákat fentebb ismertetünk. Az első szinten zöld növények, a másodikon legelő állatok, a harmadikon pedig ragadozók találhatók. Az elhalt növények és állatok teste azonban még mindig tartalmaz energiát és „építőanyagot” az intravitális ürülékekkel (vizelet és széklet) együtt. Mindezek a szerves anyagok a mikroorganizmusok - baktériumok és gombák - aktivitása miatt bomlanak. Szerves törmeléken szaprofitaként élnek.

Az ilyen típusú szervezeteket lebontóknak nevezzük. Emésztőenzimeket választanak ki salakanyagokra vagy holttestekre, majd felszívják az emésztési termékeket. A bomlás különböző sebességgel mehet végbe. A székletből, vizeletből és állati tetemekből származó szerves vegyületek fogyasztása több hét alatt történik. A ledőlt ágak vagy fák azonban évekbe telhetnek, mire lebomlanak.

Detritivores

A gombák jelentős szerepet játszanak a fa bomlási folyamatában. A celluláz enzimet választják ki. Lágyító hatása van a fára, ami lehetővé teszi, hogy a kis állatok behatoljanak és felszívják az anyagot. A bomlott anyag töredékeit törmeléknek nevezzük. Sok kis élő szervezet (detritivores) táplálkozik vele, és felgyorsítja a pusztulás folyamatát.

Mivel kétféle organizmus (gombák és baktériumok, valamint állatok) vesz részt a bomlásban, gyakran egy név alatt egyesítik őket - „bontók”. De valójában ez a kifejezés csak a szaprofitákra vonatkozik. A detritivorokat pedig nagyobb élőlények is fogyaszthatják. Ebben az esetben egy másik típusú lánc képződik - a törmeléktől kezdve. A tengerparti és erdei közösségek törmelékevői közé tartozik az erdei tetű, giliszta, döglárva, skarlátlégy, tengeri uborka és sokrétű.

élelmiszer-háló

A rendszerdiagramokon minden organizmus úgy ábrázolható, mint amely egy bizonyos típusú másokat fogyaszt. A biológiai struktúrában létező táplálékkapcsolatok azonban sokkal összetettebb felépítésűek. Ennek az az oka, hogy egy állat különféle típusú organizmusokat fogyaszthat. Sőt, tartozhatnak ugyanahhoz a tápláléklánchoz, vagy tartozhatnak különböző élelmiszerláncokhoz. Ez különösen nyilvánvaló a biológiai ciklus magas szintjén elhelyezkedő ragadozók körében. Vannak állatok, amelyek egyidejűleg más faunát és növényt fogyasztanak. Az ilyen egyedek a mindenevők kategóriájába tartoznak. Különösen ilyenek az emberek. A meglévő biológiai rendszerben az összefonódó táplálékláncok meglehetősen gyakoriak. Ennek eredményeként egy új többkomponensű struktúra jön létre - egy hálózat. A diagram csak néhány lehetséges kapcsolatot tükrözhet. Általában csak egy vagy két ragadozót tartalmaz, amelyek a felső trofikus szintekhez tartoznak. Egy tipikus szerkezeten belüli energiaáramlásban és keringésben két csereút lehet. Egyrészt kölcsönhatás megy végbe a ragadozók, másrészt a lebontók és a detritivoók között. Ez utóbbiak elhullott állatokat fogyaszthatnak. Ugyanakkor az élő lebontók és detritivorok táplálékul szolgálhatnak a ragadozók számára.

A táplálékenergia átvitelét forrásából - autotrófokból (növényekből) - számos organizmuson keresztül, amely egyes élőlények mások általi elfogyasztásával történik, ún. tápláléklánc. Minden egyes átutalással a legtöbb (80-90%) potenciális energia elvész, hővé alakul. Ezért minél rövidebb a tápláléklánc (minél közelebb van a szervezet a kezdetéhez), annál nagyobb a lakosság rendelkezésére álló energia. Az élelmiszerláncok két fő típusra oszthatók: legelőlánc, amely a zöld növénytől kezdődik, és továbbmegy a legelő növényevőkig (vagyis az élő növényi sejteket vagy szöveteket fogyasztó szervezetekig) és a húsevőkig (állatokat fogyasztó szervezetekig), és törmeléklánc, amely az elhalt szerves anyagokból a mikroorganizmusokba, majd a detritivorokba és azok ragadozóiba kerül. A táplálékláncok nem különülnek el egymástól, hanem szorosan összefonódnak egymással, kialakítva az ún. táplálékhálók. Az összetett természeti közösségekben azokat az organizmusokat, amelyek energiájukat a Napból ugyanannyi lépésen keresztül kapják, ugyanahhoz tartozónak tekintik. táplálkozási szint.Így a zöld növények foglalják el az első trófikus szintet (termelők szintje), a növényevők a másodikat (az elsődleges fogyasztók szintje), a növényevőket fogyasztó elsődleges ragadozók a harmadikat (másodlagos fogyasztók szintje), a másodlagos ragadozók pedig a negyediket (az elsődleges fogyasztók szintje). harmadlagos fogyasztók).

A táplálékláncok mindannyiunk számára ismerősek: az ember megeszik egy nagy halat, és megeszi a kis halakat, amelyek megeszik a zooplanktont, amely megeszik a napenergiát megkötő fitoplanktont, vagy az ember megeheti a tehenek húsát, amely füvet eszik, amely megfogja a napenergiát, sokkal rövidebb táplálékláncot tud használni, olyan növényekkel táplálkozik, amelyek megragadják a nap energiáját. Ez utóbbi esetben a személy az elsődleges fogyasztó a második trofikus szinten. A táplálékláncban fű - tehén - ember, a harmadik trofikus szinten másodlagos fogyasztó. De gyakrabban egy személy elsődleges és másodlagos fogyasztó is, mivel étrendje általában növényi és állati élelmiszerek keverékét tartalmazza.

Minden alkalommal, amikor élelmiszert mozgatnak, bizonyos potenciális energia elveszik. Először is, a növények a beérkező napsugárzási energiának csak egy kis töredékét rögzítik. Ezért az adott elsődleges termelési teljesítmény mellett megélni tudó fogyasztók (pl. emberek) száma nagymértékben függ a lánc hosszától, a hagyományos mezőgazdasági élelmiszerláncunk minden következő láncszeméhez való elmozdulás körülbelül egy nagyságrenddel csökkenti a rendelkezésre álló energiát. (azaz 10-szer). Ezért, ha az étrendben nő a hústartalom, csökken az ehető emberek száma. Ha kiderül, hogy a meglévő elsődleges termelés alapján sok új szájat kell etetnie, akkor teljesen el kell hagynia a húst, vagy jelentősen csökkentenie kell a fogyasztását.

Egyes anyagok a láncon haladva nem oszlanak el, hanem felhalmozódnak. Ez az ún koncentráció a táplálékláncban (biokoncentráció) Ezeket a legvilágosabban a perzisztens radionuklidok és peszticidek bizonyítják.

Az 1950-es években fedezték fel, hogy egyes radionuklidok, amelyek a maghasadás melléktermékei, koncentrációja a tápláléklánc minden egyes lépésével nőtt. A Columbia folyóban rendkívül kis (nyomnyi) mennyiségű radioaktív J, P, Cs és Se a halak és madarak szöveteiben koncentrálódott. Megállapítást nyert, hogy a radioaktív foszfor felhalmozódási együtthatója (a szövetekben és a környezetben lévő anyagok mennyiségének aránya) a libatojásokban 2 millió, így a folyóba történő biztonságos kibocsátás rendkívül veszélyessé válhat a tápláléklánc magasabb láncszemei ​​számára. .

Példa: DDT(4,4-diklór-difenil-triklór-metil-metán). A Long Island-i szúnyogpopulációk csökkentése érdekében a mocsarakat sok éven át DDT-vel beporozták. A rovarirtó szakemberek nem alkalmaztak olyan koncentrációkat, amelyek közvetlenül halálosak lennének a halakra és más állatokra, de nem vették figyelembe a környezeti folyamatokat és a DDT-maradványok hosszú távú fennmaradását. A törmeléken adszorbeált mérgező maradványok a tengerbe mosás helyett a detringofágok és kishalak szöveteiben, majd a magasabb rendű ragadozókban (halevő madarak) koncentrálódtak. A koncentrációs együttható (a szervezet DDT-tartalmának a víztartalomhoz viszonyított aránya, ppm-ben kifejezve) halevő állatoknál körülbelül 500 000. A halakban és a madarakban a felhalmozódást jelentős zsírlerakódások segítik, amelyekben a DDT sűrített. A madarak különösen érzékenyek a DDT-mérgezésre, mert... ez a méreg (és más inszekticidek, amelyek klórozott szénhidrogének) a szteroid hormonok koncentrációjának csökkentésével a vérben megzavarják a tojáshéj képződését; a vékony héj a fióka kifejlődése előtt eltörik. Így az egyénre ártalmatlan nagyon kis dózisok halálosak a lakosság számára.

A biológiai felhalmozódás elveit figyelembe kell venni a szennyező anyagok környezetbe juttatásával kapcsolatos döntéseknél. Számos nem biológiai tényező azonban csökkentheti vagy növelheti a koncentrációs tényezőt. Így az ember kevesebb DDT-t kap, mint egy madár, mert Az élelmiszerek feldolgozása és főzése során ennek az anyagnak egy része eltávolítódik.

Táplálkozási szint élőlények gyűjteménye, amelyek meghatározott helyet foglalnak el a táplálékhálózatban.

I. trófikus szint - mindig növények,

II. trofikus szint - elsődleges fogyasztók

III trofikus szint - másodlagos fogyasztók stb.

A detritivorok II. és magasabb trofikus szinten lehetnek.

Egy ökoszisztémában általában 3-4 trofikus szint van.

A trofikus szerkezet mérhető és kifejezhető akár álló hozammal (területegységre vetítve), akár az egységnyi területre, egységnyi időre rögzített energiamennyiséggel az egymást követő trofikus szinteken.

A trofikus szerkezet és a trofikus funkció grafikusan ábrázolható ökológiai piramisok, melynek alapja az első szint (a termelői szint), majd az azt követő szintek alkotják a piramis emeleteit és tetejét. Az ökológiai piramisok három fő típusra oszthatók:

szám piramis, tükrözi az egyes szervezetek számát;

biomassza piramis, amely a teljes száraz tömeget, kalóriatartalmat vagy az élőanyag összmennyiségének egyéb mértékét jellemzi;

energia piramis bemutatva az energiaáramlás és a „termelékenység” nagyságát az egymást követő trofikus szinteken. A táplálékláncon vagy hálón belüli minden egyes trófikus szintről a másikra történő átmenettel munka folyik és hőenergia szabadul fel a környezetbe, és csökken a következő trofikus szinten lévő élőlények által felhasznált jó minőségű energia mennyisége. Az egyik trofikus szintről a másikra átvitt jó minőségű energia százalékos aránya 2-30%. Az energia nagy része rossz minőségű hőenergiaként a környezetbe kerül. Minél hosszabb a tápláléklánc, annál több hasznos energia vész el. Az Energy Flow Piramis megmagyarázza, miért lehet több embert táplálni, ha a táplálékláncot a gabonafogyasztásra (a rizst az emberre) redukálják, mint a gabonaevő állatok táplálékként való felhasználásával. A fehérje alultápláltság elkerülése érdekében a vegetáriánus étrendnek többféle növényből kell állnia.

Számpiramisok Lehetőség van egy ökoszisztéma összes élőlénymintájának összegyűjtésére, és az egyes trófiai szinteken található összes faj egyedszámának megszámlálására. Az ilyen információk szükségesek egy népességpiramis létrehozásához. Például egy kis tóban egy millió fitoplankton 10 000 zooplangtont képes táplálni, ami viszont 100 süllőt tud táplálni, ami elegendő egy ember táplálására egy hónapra.

Rizs. 3.2 Számpiramis

Egyes ökoszisztémák esetében azonban a populációs piramisok más alakúak. Például egy erdőben néhány nagy fa, például az örökzöld szekvoia, rengeteg kisméretű fitofág rovarnak és madárnak ad táplálékot - elsőrendű fogyasztókat.

Biomassza piramis , az élőanyag tömegét jellemzi (területegységre vagy térfogatra). A tápláléklánc vagy háló minden egyes trofikus szintje bizonyos mennyiségű biomasszát tartalmaz. A szárazföldi ökoszisztémákra a következők érvényesek: biomassza piramis szabály: a növények össztömege meghaladja az összes növényevő tömegét, tömegük pedig a ragadozók teljes biomasszáját.

Az óceánra nézve a biomassza-piramis szabálya érvénytelen – a piramis az fordított (fordított) nézet. Az óceáni ökoszisztémát a biomassza nagymértékű felmelegedése jellemzi, ragadozók körében. A ragadozók sokáig élnek, regenerációjuk forgalmi sebessége alacsony, de a termelőknél - a fitoplankton algáknál - a forgalom több százszorosa a biomassza tartaléknak.

Rizs. 3.3 Biomassza piramis

A szám- és biomassza piramisok invertáltak (vagy részben invertáltak), pl. az alap kisebb lehet, mint egy vagy több felső emelet. Ez akkor fordul elő, ha a termelők átlagos mérete kisebb, mint a fogyasztók mérete. Éppen ellenkezőleg, az energiapiramis mindig a csúcs felé fog szűkülni, feltéve, hogy figyelembe vesszük a rendszerben lévő összes táplálék-energiaforrást.