Mi határozza meg a trofikus szintek számát. A tápláléklánc trófiai szintjei, típusai, jelentése, mintázata és 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- (trófikus) 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 táplálékláncnak több szintje van. A tápláléklánc az 1. szinten kezdődik – termelőket, például növényeket tartalmaz. A 2. szinten a növényevők vannak, amelyek a termelőkkel táplálkoznak. A húsevők a 3. szinten találhatók. Néha a tápláléklánc csúcsragadozókkal végződik, amelyek a 4. vagy 5. trófikus szinten vannak. A magasabb biodiverzitású ökológiai közösségek bonyolultabb trofikus útvonalakat alkotnak.

Az élelemszerzés módjai

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

A trofikus szinteket nem mindig természetes egész számok határozzák meg, mivel az élőlények gyakran különböző élelmiszerekkel táplálkoznak, és egynél több trófikus szinten vannak. Például egyes húsevők növényeket is esznek. A nagyragadozók kisebb ragadozókat és növényevőket is megehetnek. A gyilkos bálnák a legjobb ragadozók, de külön fajokra oszlanak, amelyek meghatározott zsákmányt – tonhalat, kis cápákat és fókákat – zsákmányolnak. 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 trofikus zsákmány szintje j, A D C i j (\displaystyle DC_(ij)) egy részvény j a szervezet étrendjében én.

] [orosz nyelv] [ukrán nyelv] [belorusz nyelv] [orosz irodalom] [belorusz irodalom] [ukrán irodalom] [az egészségügy alapjai] [külföldi irodalom] [természettudomány] [Ember, társadalom, állam] [Egyéb tankönyvek]

§ 8. Trofikus szintek. Ökológiai piramisok

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

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

Az ökoszisztéma trófikus szerkezete. A táplálékláncokban zajló energiaátalakulások sorozatának eredményeként az ökoszisztéma minden élő szervezet közössége egy bizonyos trofikus szerkezet. A közösség trofikus szerkezete tükrözi a termelők, fogyasztók (külön az első, második stb. rendűek) és a lebontók arányát, 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(számok) az egyes szervezetek számát tükrözi az egyes szinteken. Például egy farkas etetéséhez legalább néhány nyúlra van szüksége, amelyekre vadászni tud; e nyulak etetéséhez meglehetősen sok különféle növényre van szükség. Néha a számpiramisok megfordíthatók vagy megfordíthatók. Ez vonatkozik az erdei táplálékláncokra, amikor 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. Általában a szárazföldi biocenózisokban a termelők össztömege nagyobb, mint minden egyes következő kapcsolat. Az elsőrendű fogyasztók össztömege viszont nagyobb, mint a másodrendű fogyasztóké, és így tovább. Ha az élőlények mérete nem tér el túlságosan, akkor a grafikonon általában egy lépcsős, elvékonyodó tetejű piramis látható. Tehát 1 kg marhahús kialakításához 70-90 kg friss fűre van szükség.

Vízi ökoszisztémákban is lehetséges fordított vagy fordított biomassza piramis előállítása, amikor a termelők biomasszája kisebb, mint a fogyasztóké, esetenként pedig 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, puhatestűek).

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 az ökoszisztéma trofikus szerkezetéről, bár számos gyakorlati probléma megoldását teszik lehetővé, különösen az ökoszisztémák stabilitásának megőrzésével kapcsolatosak esetében. A számpiramis lehetővé teszi például a halfogás vagy az állatok vadászati ​​időszak alatti kilövésének megengedett értékének kiszámítását anélkül, hogy a normális szaporodásukra hatással lenne.

3. Energia piramis tükrözi az energiaáramlás nagyságát, a tápláléktömegnek a táplálékláncon való áthaladásának sebességét. A biocenózis szerkezetét nagymértékben nem a rögzített energia mennyisége, hanem az élelmiszertermelés üteme befolyásolja.

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

1942-ben R. Lindeman amerikai ökológus megfogalmazta az energiák piramisának törvénye (10 százalék törvénye), mely szerint az ökológiai piramis előző szintje által 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 élőlények az anyagcsere-folyamatok eredményeként 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 nyulat 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 füvek és algák esetében ez az érték sokkal magasabb, mivel nincsenek nehezen emészthető szöveteik. Az energiaátadás folyamatának általános szabályossága azonban megmarad: sokkal kevesebb energia halad át a felső trofikus szinteken, mint az alsókon.

Éppen ezért a táplálékláncoknak általában nem lehet több 3-5 (ritkán 6) láncszemnél, az ökológiai piramisok pedig nem állhatnak sok emeletből. A tápláléklánc végső láncszeméhez, valamint az ökológiai piramis legfelső szintjéhez olyan kevés energia jut, hogy az sem lesz elég, ha megnő az élőlények száma.

Ez az állítás azzal magyarázható, hogy megnézzük, hová költik el az elfogyasztott élelmiszer energiáját (C). Egy része új sejtek építésére megy el, pl. növekedéshez (P). A táplálék energiájának egy része az energia-anyagcsere biztosítására 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 így fog kinézni:

C = R+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.

Éppen ezért a nagy ragadozó állatok mindig ritkák. Ezért nincsenek olyan ragadozók sem, amelyek farkasokkal táplálkoznának. Ebben az esetben egyszerűen nem táplálkoznának, mivel a farkasok nincsenek sokan.

Az ökoszisztéma trofikus szerkezete az alkotó fajok közötti összetett táplálkozási kapcsolatokban fejeződik ki. A számokból, biomasszából és energiából álló ökológiai piramisok, amelyek grafikus modellek formájában vannak ábrázolva, a táplálkozási módjukban eltérő élőlények mennyiségi arányait fejezik ki: termelők, fogyasztók és lebontók.

1. Határozzon meg egy 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 a 11 éves általános iskola 11. osztálya számára, alap és emelt szintre. N.D. Lisov, L.V. Kamlyuk, N.A. Lemeza és mások. Szerk. N.D. Lisova.- Minszk: Fehéroroszország, 2002.- 279 p.

Az Általános biológia: Tankönyv 11. osztályos tankönyv tartalma:

1. fejezet Fajok - az élő szervezetek létezésének egysége

• 2. § Populáció - a faj szerkezeti egysége. A népesség jellemzői

2. fejezet Fajok, populációk kapcsolatai a környezettel. ökoszisztémák

• 6. § Ökoszisztéma. Az élőlények közötti kapcsolatok egy ökoszisztémában. Biogeocenózis, biogeocenózis szerkezete
• 7. § Az anyag és az energia mozgása egy ökoszisztémában. Áramkörök és elektromos hálózatok
• 9. § Anyagkeringés és energiaáramlás az ökoszisztémákban. A biocenózisok termelékenysége

3. fejezet

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

4. fejezet

• 18. § Az evolúcióelmélet fejlődése a Darwin utáni időszakban. Szintetikus evolúcióelmélet
• 19. § Népesség - az evolúció elemi egysége. Az evolúció háttere

5. fejezet A földi élet eredete és fejlődése

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

6. fejezet

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

Bolygónk bioszférájában az anyag és az energia stabil biogeokémiai ciklusai az organizmusok által elfogyasztott anyagok és a természetes környezetbe kerülő létfontosságú termékek halmazának biológiai sokfélesége következtében 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 szintet olyan organizmusok populációi alkotják, amelyek ugyanazokat a trofikus funkciókat látják el az ökoszisztémában, és eltérő fajösszetételűek (a görög trophe - „táplálkozás” szóból).

Első trofikus szint elsődleges termelés szintje- autotrófokat képeznek. Ezek olyan élőlények, amelyek a Nap energiáját felhasználva 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, a hidrogén-szulfid és más vízben és talajban jelenlévő anyagok oxidációs energiájának rovására.

A második trofikus szint az fogyasztók (heterotrófok):

1) az első rendű - fitofágok - növényeket használnak élelmiszerként;

2) a második sorrend - állati táplálékot esznek.

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 szintek biomasszáját használja fel táplálékra, energiát veszítve veszteséggel a légzéshez, a test felmelegítéséhez, a különféle tevékenységi formákhoz, az ürülékhez.

Különböző trofikus szintű fajok között vannak kapcsolatok, amelyek trofikus láncok (táplálkozási láncok) rendszerét alkotják. Az erőforrások felhasználása az egyes trófiai szinteken az ökoszisztéma fajdiverzitásától függ.

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

Napjainkban a biocenózisok szerkezetének környezetszennyezés miatti megsértését 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 elemet tartalmaz. Nézzük meg közelebbről egy ökoszisztéma trofikus szintjeit.

Terminológia

A tápláléklánc a növényi táplálékokban található energia mozgása számos organizmuson keresztül egymás elfogyasztása következtében. Szervetlen anyagokból csak a növények képeznek szerves anyagot. A trofikus szint organizmusok komplexuma. Közöttük kölcsönhatás lép fel a tápanyagok és az energia forrásból történő átvitelének folyamatában. A trófikus láncok (trofikus szint) az organizmusok bizonyos helyzetét jelentik egy adott szakaszban (link) a mozgás során. A tengeri és a szárazföldi biológiai szerkezetek között sok különbség van. Az egyik főnek az a tény nevezhető, hogy az első tápláléklánc hosszabb, mint a másodikban.

lépések

Az első trofikus szintet az autotrófok képviselik. Termelőknek is nevezik őket. A második trofikus szintet az eredeti fogyasztók alkotják. A következő szakaszban a fogyasztók állnak, amelyeket a növényevő szervezetek fogyasztanak el. Ezeket a fogyasztókat másodlagosnak nevezzük. Ide tartoznak például az elsődleges ragadozók, húsevők. A 3. trófeaszint a 3. rendű fogyasztókat is tartalmazza. Elfogyasztják viszont a gyengébb ragadozókat. 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. Igényeik kielégítése a visszacsatolásos (pozitív) kommunikáció rendszerén keresztül történik. A fogyasztók befolyásolják az ökoszisztéma magasabb trofikus szintjeit. Például az afrikai szavannák növényzetének nagy antilopcsordák általi elfogyasztása, valamint a száraz évszakban bekövetkező tüzek megnövelik a tápanyagok talajba való visszatérésének sebességét. Ezt követően az esős évszakban megnő a lágyszárú ültetvények helyreállítása és termelése.

Odum példája elég érdekes. Leírja a fogyasztóknak a termelőkre gyakorolt ​​hatását egy tengeri ökoszisztémában. A törmeléket és algákat fogyasztó rákok többféleképpen hajlamosak gyógynövényeikre. Felbontják a talajt, így fokozzák a víz keringését a gyökerek közelében, és oxigént és szükséges elemeket juttatnak be az anaerob parti zónába. A szerves anyagokban gazdag fenékiszapok állandó feldolgozása során a rákok segítenek javítani a bentikus algák fejlődésének és növekedésének feltételeit. Az egyik trofikus szintet olyan organizmusok alkotják, amelyek ugyanannyi lépésen keresztül kapnak 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 szinten élő szervezetek termelése kisebb, mint az előző. Egy biológiai rendszeren belül az energiát tartalmazó szerves vegyületeket autotróf organizmusok képezik. Ezek az anyagok energiaforrást jelentenek és a heterotrófok szükséges összetevői. A következő példa egyszerű: az állat növényeket fogyaszt. Az állatot viszont az állatvilág egy másik nagyobb képviselője is megeheti. Ily módon az energia több szervezeten keresztül is átadható. A következő az előzőt használja, amely energiát és tápanyagot szolgáltat. Ez a szekvencia alkotja a táplálékláncot, amelyben a trofikus szint láncszemként működik.

I. rendű termelők

A kezdeti trofikus szint autotróf organizmusokat tartalmaz. Főleg zöldfelületeket foglalnak 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 molekulákban rejlik, 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, 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 vannak, a másodikon legelő állatok, a harmadikon pedig ragadozók. Az elhalt növények és állatok teste azonban még mindig tartalmaz energiát és "építőanyagot" az életre szóló váladékokkal (vizelet és széklet) mellett. Mindezek a szerves anyagok a mikroorganizmusok - baktériumok és gombák - tevékenysége miatt bomlanak le. Szerves maradványokon szaprofitaként élnek.

Az ilyen típusú szervezeteket lebontóknak nevezzük. Emésztőenzimeket választanak ki salakanyagokba vagy holttestekbe, majd az emésztés termékei felszívódnak. A bomlás különböző sebességgel mehet végbe. A széklet, vizelet, állati tetemek szerves vegyületeinek elfogyasztása néhány héten belül megtörténik. Ugyanakkor a lehullott ágak vagy fák évekig lebomlanak.

Detritivores

A gombák fontos szerepet játszanak a fa bomlási folyamatában. A celluláz enzimet választják ki. Lágyító hatása van a fára, ami lehetővé teszi a kis állatok számára, hogy behatoljanak és felszívják az anyagot. A lebomlott anyag töredékeit törmeléknek nevezzük. Számos kis élő szervezettel (detritofágokkal) táplálkoznak, és felgyorsítják a pusztulás folyamatát.

Mivel kétféle organizmus vesz részt a bomlásban (gombák és baktériumok, valamint állatok), gyakran egy név alatt egyesítik őket - "bontók". De valójában ez a kifejezés csak a szaprofitákra vonatkozik. A detritofágokat viszont nagyobb élőlények is fogyaszthatják. Ebben az esetben egy másik típusú lánc képződik - a törmeléktől kezdve. A part menti és erdei közösségek detritofágjai közé tartozik a tetvek, giliszták, döglégylárvák, bíbor, tengeri uborka és polichaéták.

élelmiszer-háló

A rendszerdiagramokon minden organizmus úgy ábrázolható, mint amely egy bizonyos típusú másokat fogyaszt. De a biológiai struktúrában létező táplálkozási kapcsolatok sokkal összetettebb felépítésűek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az állat különféle típusú organizmusokat fogyaszthat. Azonban tartozhatnak ugyanahhoz a tápláléklánchoz, vagy tartozhatnak különböző élelmiszerláncokhoz. Ez különösen nyilvánvaló azon ragadozók körében, amelyek a biológiai ciklus magas szintjén vannak. Vannak állatok, amelyek egyidejűleg fogyasztják a fauna és a növények más képviselőit is. Az ilyen egyedek a mindenevők kategóriájába tartoznak. Különösen az a személy. A meglévő biológiai rendszerben a táplálékláncok összefonódása meglehetősen gyakori. Ennek eredményeként egy új többkomponensű struktúra jön létre - egy hálózat. Az összes lehetséges összefüggés közül csak néhány jeleníthető meg az ábrán. Általában csak egy vagy két ragadozót tartalmaz, amelyek a felső trofikus szintekhez tartoznak. Az energiaáramlásban és a keringésben egy tipikus szerkezet keretein belül a csere két módja lehet. A kölcsönhatás egyrészt a ragadozók, másrészt a lebontók és a detritivorok között megy végbe. Ez utóbbiak elhullott állatokat fogyaszthatnak. Ugyanakkor az élő lebontók és a 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 zöld növénnyel kezdődik, és a legelő növényevőkig (azaz élő növényi sejteket vagy szöveteket fogyasztó szervezetek) és húsevőkig (állatokat fogyasztó szervezetek) halad át, 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, egyhez tartozónak tekintik. táplálkozási szint. Tehát a zöld növények foglalják el az első trofikus szintet (a termelők szintje), a növényevők - a másodikat (az elsődleges fogyasztók szintje), az elsődleges ragadozók, amelyek növényevőket esznek - a harmadikat (a másodlagos fogyasztók szintje), és a másodlagos ragadozók - a negyediket (a harmadlagos fogyasztók szintje).

A táplálékláncok mindannyiunk számára ismerősek: az ember nagy halakat eszik, és olyan kis halakat eszik, amelyek zooplanktont esznek, amelyek megeszik a napenergiát megkötő fitoplanktont, vagy az ember eheti a napenergiát megkötő füvet fogyasztó tehenek húsát, sokkal rövidebb táplálékláncot fogyaszthat, olyan növényeket eszik, amelyek megfogják a napenergiát. Ez utóbbi esetben a személy a második trofikus szinten az elsődleges fogyasztó. A táplálékláncban a fű - tehén - ember a harmadik trófeaszinten másodlagos fogyasztó. De gyakrabban egy személy elsődleges és másodlagos fogyasztó, mivel étrendje általában növényi és állati élelmiszerek keverékét tartalmazza.

Minden táplálék átadásakor a potenciális energia egy része elvész. Először is, a növények a beérkező napenergiának csak egy kis részét veszik fel. Ezért az adott elsődleges termelési kibocsátáson túlélni tudó fogyasztók (pl. ember) száma nagymértékben függ a lánc hosszától, a hagyományos mezőgazdasági élelmiszerláncunk minden következő láncszeméhez való elmozdulás körülbelül egy nagyságrenddel (azaz 10-szeresére) csökkenti a rendelkezésre álló energiát. Ezért, ha az étrendben nő a hústartalom, akkor csökken az ehető emberek száma. Ha kiderül, hogy a meglévő elsődleges termelés alapján sok új szájat kell etetni, akkor teljesen le kell mondani a húsról, vagy erősen csökkenteni kell a fogyasztását.

Egyes anyagok a láncon haladva nem oszlanak el, hanem felhalmozódnak. Ez az ún koncentráció a táplálékláncban (biokoncentráció) legvilágosabban a perzisztens radionuklidokat és peszticideket mutatják be.

Az 50-es években fedezték fel, hogy egyes radionuklidok, a maghasadás melléktermékei a tápláléklánc minden egyes szakaszával nőtt a koncentrációja. Rendkívül kis (nyomnyi) mennyiségű radioaktív J, P, Cs, Se a Columbia folyóban koncentrálódtak a halak és madarak szöveteiben. Megállapítást nyert, hogy a radioaktív foszfor felhalmozódási tényezője (a szövetekben és a környezetben lévő anyagok mennyiségének aránya) a lúdtojásban 2 millió, így a folyóba történő biztonságos kibocsátás rendkívül veszélyessé válhat a tápláléklánc felső láncszemei ​​számára.

Példa: DDT(4,4-diklór-difenil-triklór-metil-metán). A Long Island-i szúnyogok számának csökkentése érdekében a mocsarak évek óta beporozzák a DDT-t. 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 detringen adszorbeált mérgező maradványok ahelyett, hogy a tengerbe kimosódtak volna, a detring-etetők és a kishalak szöveteiben koncentrálódtak, illetve a magasabb rendű ragadozókban (halevő madarak). A koncentrációs együttható (a szervezet DDT-tartalmának a víztartalomhoz viszonyított aránya milliomodrészben kifejezve) a halevő állatoknál körülbelül 500 000. A halakban és madarakban a felhalmozódást elősegíti a jelentős zsírfelhalmozódás, melyben a DDT koncentrálódik. A madarak különösen érzékenyek a DDT-mérgezésre, mint pl 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 szétreped. Így az egyénre ártalmatlan nagyon kis dózisok halálosnak bizonyulnak 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. Tehát egy ember kevesebb DDT-t kap, mint egy madár, mert. az élelmiszerek feldolgozásakor és főzésekor ennek az anyagnak egy része eltávolítódik.

Táplálkozási szint olyan organizmusok gyűjteménye, amelyek egy bizonyos helyet foglalnak el a táplálékhálózatban.

I. trófikus szint - mindig növények,

II trofikus szint - elsődleges fogyasztók

III trofikus szint - másodlagos fogyasztók stb.

A detritofágok II és magasabb trofikus szinten lehetnek.

Egy ökoszisztémában jellemzően 3-4 trofikus szint van.

A trópusi struktúra mérhető és kifejezhető vagy szőlőnkénti hozamként (területegységenként), vagy területegységenként és időegységenként felvett energia mennyiségeként az egymást követő trofikus szinteken.

A trofikus szerkezet és a trofikus függvény 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:

számpiramis tükrözi az egyes szervezetek számát;

biomassza piramis a teljes száraz tömeg, kalóriatartalom vagy az élőanyag összmennyiségének egyéb mértékének jellemzése;

energia piramis az energiaáramlás és a "termelékenység" mennyiségét mutatja az egymást követő trofikus szinteken. A táplálékláncon vagy hálón belül minden egyes trófikus szintről a másikra történő átmenettel munka folyik, hőenergia szabadul fel a környezetbe, és csökken a következő trofikus szintű élőlények által felhasznált jó minőségű energia mennyisége. Az egyik trofikus szintről a másikra jutó jó minőségű energia százalékos aránya 2 és 30% között mozog. Az energia nagy része rossz minőségű hőenergiaként a környezetbe kerül. Minél hosszabb a tápláléklánc, annál több hasznos energia megy kárba. Az Energy Flow Piramis megmagyarázza, miért lehet több embert táplálni, ha a táplálékláncot a közvetlen gabonafogyasztásra redukálják (rizs-ember), mint a gabonaevő állatok táplálékként való felhasználásával. A fehérje (fehérje) alultápláltság elkerülése érdekében a vegetáriánus étrendnek különféle növényekből 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 számpiramis létrehozásához. Például egy kis tóban egy millió fitoplangton 10 000 zooplangtont képes táplálni, amely viszont 100 süllőt képes táplálni, ami elegendő egy ember táplálására egy hónapra.

Rizs. 3.2 Számpiramis

Egyes ökoszisztémák esetében azonban a populációs piramisok más alakúak. Például egy erdőben kis számú 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-piramisszabály érvénytelen – a piramisnak van fordított (fordított) nézet. Az óceán ökoszisztémáját a biomassza magas szintű izzása jellemzi a ragadozókban. A ragadozók hosszú ideig élnek, és regenerációjuk forgalmi sebessége alacsony, de a termelők - fitoplankton algák - esetében a forgalom több százszorosa a biomassza tartaléknak.

Rizs. 3.3 Biomassza piramis

A szám- és biomassza piramisok megfordíthatók (vagy részben megfordíthatók), 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.