Ceea ce determină numărul de niveluri trofice. Niveluri trofice, tipuri, semnificație, modele și definiția lanțului trofic

Nivelul 1, producători

2 nivel, iepure

Nivelul 3, vulpe

Nivelul 4, vultur

Nivel trofic- o unitate care denotă îndepărtarea unui organism de producătorii din lanțul alimentar (trofic). Cuvânt trofic provine din greacă τροφή (trophē) - hrană.

Atât numărul de niveluri trofice, cât și complexitatea studiului lor sunt în creștere, cu excepția extincțiilor periodice în masă.

Niveluri

Există mai multe niveluri în lanțul alimentar. Lanțul trofic începe de la nivelul 1 - conține producători precum plantele. La nivelul 2 sunt ierbivorele care se hrănesc cu producători. Carnivorele se găsesc la nivelul 3. Uneori lanțul trofic se termină cu prădători de vârf, care se află la nivelurile trofice 4 sau 5. Comunitățile ecologice cu biodiversitate mai mare formează căi trofice mai complexe.

Modalități de a obține mâncare

Conceptul de „nivel trofic” a fost introdus de Raymond Lindemann în 1942, pe baza terminologiei lui August Tienmann (1926), care a numit modalitățile de obținere a hranei:

Nivelurile trofice nu sunt întotdeauna definite de numere întregi naturale, deoarece organismele se hrănesc adesea cu alimente diferite și se află la mai mult de un nivel trofic. De exemplu, unele carnivore mănâncă și plante. Un prădător mare poate mânca atât prădători mai mici, cât și ierbivore. Balenele ucigașe sunt prădători de top, dar sunt împărțite în specii separate care pradă anumite prade - ton, rechini mici și foci. Daniel Poli a prezentat calculele nivelurilor trofice:

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

Unde T L j (\displaystyle TL_(j)) este nivelul pradei trofice j, A D C i j (\displaystyle DC_(ij)) este o cotă jîn dieta organismului i.

] [Limba rusă] [Limba ucraineană] [Limba belarusă] [Literatura rusă] [Literatura belarusă] [Literatura ucraineană] [Fundamentele sănătății] [Literatura străină] [Studii naturale] [Omul, societatea, statul] [Alte manuale]

§ 8. Niveluri trofice. Piramide ecologice

Conceptul de niveluri trofice. Nivel trofic- Acesta este un grup de organisme care ocupă o anumită poziție în lanțul trofic general. LA organismele care își primesc energia de la soare prin același număr de pași aparțin unui nivel trofic.

O astfel de secvență și subordonare a grupurilor de organisme conectate sub formă de niveluri trofice este un flux de materie și energie într-un ecosistem, baza organizării acestuia.

Structura trofică a ecosistemului. Ca rezultat al secvenței transformărilor energetice din lanțurile trofice, fiecare comunitate de organisme vii dintr-un ecosistem dobândește un anumit structura trofică. Structura trofică a comunității reflectă raportul dintre producători, consumatori (separat de ordinea întâi, a doua etc.) și descompozitori, exprimat fie prin numărul de indivizi ai organismelor vii, fie ph biomasa sau energia conținută în acestea, calculată pe unitatea de suprafață pe unitatea de timp.

Structura trofică este de obicei descrisă ca piramide ecologice. Acest model grafic a fost dezvoltat în 1927 de zoologul american Charles Elton. Baza piramidei este primul nivel trofic - nivelul producătorilor, iar etajele următoare ale piramidei sunt formate din nivelurile ulterioare - consumatori de diverse ordine. Înălțimea tuturor blocurilor este aceeași, iar lungimea este proporțională cu numărul, biomasa sau energia de la nivelul corespunzător. Există trei moduri de a construi piramide ecologice.

1. Piramida numerelor(numerele) reflectă numărul de organisme individuale la fiecare nivel. De exemplu, pentru a hrăni un lup, ai nevoie de cel puțin câțiva iepuri de câmp pe care să-l vâneze; pentru a hrăni acești iepuri, aveți nevoie de un număr destul de mare de diverse plante. Uneori, piramidele de numere pot fi inversate sau inversate. Acest lucru se aplică lanțurilor alimentare forestiere, când copacii servesc ca producători și insectele ca consumatori primari. În acest caz, nivelul consumatorilor primari este numeric mai bogat decât nivelul producătorilor (un număr mare de insecte se hrănesc cu un singur copac).

2. Piramida biomasei- raportul maselor de organisme de diferite niveluri trofice. De obicei, în biocenozele terestre, masa totală a producătorilor este mai mare decât fiecare legătură ulterioară. La rândul său, masa totală a consumatorilor de ordinul întâi este mai mare decât a consumatorilor de ordinul doi și așa mai departe. Dacă organismele nu diferă prea mult în mărime, atunci graficul arată de obicei o piramidă în trepte cu un vârf înclinat. Deci, pentru formarea a 1 kg de carne de vită este nevoie de 70-90 kg de iarbă proaspătă.

În ecosistemele acvatice se poate obține și o piramidă de biomasă inversată sau inversată, atunci când biomasa producătorilor este mai mică decât cea a consumatorilor, iar uneori a descompunetorilor. De exemplu, în ocean, cu o productivitate destul de mare a fitoplanctonului, masa sa totală la un moment dat poate fi mai mică decât cea a consumatorilor consumatori (balene, pești mari, moluște).

Piramidele de numere și de biomasă reflectă static sisteme, adică caracterizează numărul sau biomasa organismelor într-o anumită perioadă de timp. Ele nu oferă informații complete despre structura trofică a ecosistemului, deși permit rezolvarea unui număr de probleme practice, în special a celor legate de menținerea stabilității ecosistemelor. Piramida numerelor face posibilă, de exemplu, calcularea valorii admisibile a prinderii peștilor sau a împușcării animalelor în perioada de vânătoare, fără consecințe pentru reproducerea lor normală.

3. Piramida energiei reflectă mărimea fluxului de energie, viteza de trecere a masei alimentelor prin lanțul trofic. Structura biocenozei este influențată în mare măsură nu de cantitatea de energie fixă, ci de rata producției de alimente.

S-a stabilit că cantitatea maximă de energie transferată la următorul nivel trofic poate fi în unele cazuri de 30% din cea precedentă, iar aceasta este în cel mai bun caz. În multe biocenoze, lanțuri trofice, valoarea energiei transferate poate fi de numai 1%.

În 1942, ecologistul american R. Lindeman a formulat legea piramidei energiilor (legea 10 la sută), conform căreia, în medie, aproximativ 10% din energia primită de nivelul anterior al piramidei ecologice trece de la un nivel trofic prin lanțurile trofice la un alt nivel trofic. Restul energiei se pierde sub formă de radiație termică, mișcare etc. Organismele, ca urmare a proceselor metabolice, pierd aproximativ 90% din toată energia din fiecare verigă a lanțului trofic, care este cheltuită pentru menținerea funcțiilor lor vitale.

Dacă un iepure a mâncat 10 kg de materie vegetală, atunci propria sa greutate ar putea crește cu 1 kg. O vulpe sau un lup, mâncând 1 kg de iepure, își mărește masa cu doar 100 g. La plantele lemnoase, această proporție este mult mai mică datorită faptului că lemnul este slab absorbit de organisme. Pentru ierburi și alge, această valoare este mult mai mare, deoarece nu au țesuturi greu digerabile. Cu toate acestea, regularitatea generală a procesului de transfer de energie rămâne: mult mai puțină energie trece prin nivelurile trofice superioare decât prin cele inferioare.

De aceea, lanțurile trofice de obicei nu pot avea mai mult de 3-5 (rar 6) verigi, iar piramidele ecologice nu pot consta dintr-un număr mare de etaje. Până la ultima verigă a lanțului trofic, precum și la ultimul etaj al piramidei ecologice, va exista atât de puțină energie încât nu va fi suficientă dacă numărul de organisme crește.

Această afirmație poate fi explicată analizând unde este cheltuită energia alimentelor consumate (C). O parte din aceasta este destinată construirii de noi celule, de ex. pentru creștere (P). O parte din energia alimentelor este cheltuită pentru asigurarea metabolismului energetic 7 sau pentru respirație (i?) . Deoarece digestibilitatea alimentelor nu poate fi completă, de exemplu. 100%, apoi o parte din hrana nedigerată sub formă de excremente este îndepărtată din organism (F). Bilanțul va arăta astfel:

C = R+R + F .

Având în vedere că energia cheltuită pentru respirație nu este transferată la următorul nivel trofic și părăsește ecosistemul, devine clar de ce fiecare nivel ulterior va fi întotdeauna mai mic decât cel anterior.

De aceea, animalele de pradă mari sunt întotdeauna rare. Prin urmare, nu există nici prădători care s-ar hrăni cu lupi. În acest caz, pur și simplu nu s-ar hrăni singuri, deoarece lupii nu sunt numeroși.

Structura trofică a unui ecosistem este exprimată în relații alimentare complexe între speciile sale constitutive. Piramidele ecologice de numere, biomasă și energie, înfățișate sub formă de modele grafice, exprimă rapoartele cantitative ale organismelor care diferă prin modul în care se hrănesc: producători, consumatori și descompunetori.

1. Definiți un nivel trofic. 2. Dați exemple de organisme aparținând aceluiași nivel trofic. 3. După ce principiu sunt construite piramidele ecologice? 4. De ce un lanț alimentar nu poate include mai mult de 3 - 5 verigi?

Biologie generală: Manual pentru clasa a XI-a a școlii generale de 11 ani, pentru nivelurile de bază și avansate. N.D. Lisov, L.V. Kamlyuk, N.A. Lemeza şi alţii.Ed. N.D. Lisova.- Minsk: Belarus, 2002.- 279 p.

Conținutul manualului Biologie generală: manual pentru clasa a 11-a:

Capitolul 1. Specia – unitate de existență a organismelor vii

• § 2. Populaţia - unitate structurală a speciei. Caracteristicile populației

Capitolul 2. Relaţiile speciilor, populaţiilor cu mediul. ecosistemelor

• § 6. Ecosistem. Relațiile dintre organismele dintr-un ecosistem. Biogeocenoza, structura biogeocenozei
• § 7. Mișcarea materiei și energiei într-un ecosistem. Circuite și rețele de alimentare
• § 9. Circulația substanțelor și fluxul de energie în ecosisteme. Productivitatea biocenozelor

capitolul 3

• § 13. Precondiții pentru apariția teoriei evoluționiste a lui Ch. Darwin
• § 14. Caracteristici generale ale teoriei evoluţioniste a lui Ch. Darwin

capitolul 4

• § 18. Dezvoltarea teoriei evoluţioniste în perioada post-darwiniană. Teoria sintetică a evoluției
• § 19. Populația – unitate elementară a evoluției. Contextul evoluției

Capitolul 5. Originea și dezvoltarea vieții pe Pământ

• § 27. Dezvoltarea ideilor despre originea vieții. Ipoteze pentru originea vieții pe Pământ
• § 32. Principalele etape ale evoluţiei florei şi faunei
• § 33. Diversitatea lumii organice moderne. Principiile taxonomiei

Capitolul 6

• § 35. Formarea ideilor despre originea omului. Locul omului în sistemul zoologic
• § 36. Etape şi direcţii ale evoluţiei umane. predecesorii umani. Cei mai bătrâni oameni
• § 38. Factorii biologici şi sociali ai evoluţiei umane. Diferențele calitative ale unei persoane

Cicluri biogeochimice stabile ale materiei și energiei din biosfera planetei noastre se formează ca urmare a diversității biologice a ansamblului de substanțe consumate de organisme și a produselor activității vitale eliberate în mediul natural. Baza ciclului biologic al substanțelor este niveluri trofice, care sunt reprezentate de tipuri specifice de organisme vii, împărțite în trei grupe principale: producători, consumatori și descompunetori. Nivelul trofic este alcătuit din populații de organisme care îndeplinesc aceleași funcții trofice în ecosistem și au o compoziție diferită a speciilor (din greacă trofe - „nutriție”).

Primul nivel trofic nivelul producţiei primare- formează autotrofe. Acestea sunt organisme care sintetizează substanțe organice (carbohidrați, grăsimi, proteine, acizi nucleici) din compuși anorganici folosind energia Soarelui. Producția primară este biomasa țesuturilor vegetale. Producătorii primari sunt plantele, bacteriile fotoautotrofe și bacteriile chemosintetice (chemotrofe). Chemotrofele sunt microorganisme care sintetizează materia organică în detrimentul energiei de oxidare a amoniacului, hidrogenului sulfurat și a altor substanțe prezente în apă și sol.

Al doilea nivel trofic este consumatori (heterotrofe):

1) de ordinul întâi - fitofagii - folosesc plantele ca hrană;

2) al doilea ordin - mănâncă hrană animală.

La al treilea nivel trofic - descompunetori. Acestea sunt organisme care descompun deșeurile și organismele moarte în minerale, dioxid de carbon și apă. Consumatorii sunt implicați și în mineralizarea materiei organice.

Toate organismele folosesc biomasa nivelurilor trofice anterioare pentru hrană, pierzând energie cu pierderi pentru respirație, încălzirea corpului, pentru diferite forme de activitate, pentru excremente.

Există relații între specii de diferite niveluri trofice care formează un sistem de lanțuri trofice (lanțuri trofice). Utilizarea resurselor la fiecare nivel trofic depinde de diversitatea speciilor din ecosistem.

Diversitatea speciilor poate scădea în zonele contaminate, determinând o simplificare a structurii trofice.

Astăzi se înregistrează încălcări ale structurii biocenozelor din cauza poluării mediului. Toxicanții se transmit prin lanțurile trofice și contribuie la moartea animalelor, păsărilor, organismelor acvatice și, de asemenea, se acumulează în produsele alimentare consumate de oameni.

Materiale anterioare:

Lanțurile trofice și nivelurile trofice sunt considerate componente integrante ale ciclului biologic. Conține multe elemente. Să aruncăm o privire mai atentă asupra nivelurilor trofice ale unui ecosistem.

Terminologie

Lanțul trofic este mișcarea energiei, care este conținută în alimentele vegetale, printr-un număr de organisme ca urmare a consumului reciproc. Numai plantele formează materie organică din materie anorganică. Nivelul trofic este un complex de organisme. Între ele există o interacțiune în procesul de transfer al nutrienților și energiei de la sursă. Lanțurile trofice (nivel trofic) implică o anumită poziție a organismelor într-o anumită etapă (verigă) în timpul acestei mișcări. Structurile biologice marine și terestre au multe diferențe. Unul dintre principalele poate fi numit faptul că în primele lanțuri trofice sunt mai lungi decât în ​​al doilea.

trepte

Primul nivel trofic este reprezentat de autotrofi. Se mai numesc si producatori. Al doilea nivel trofic este format din consumatorii originali. În etapa următoare sunt consumatorii, care sunt consumați de organismele erbivore. Acești consumatori sunt numiți secundari. Acestea, de exemplu, includ prădători primari, carnivore. De asemenea, nivelul 3 trofic include consumatorii de ordinul 3. Ei consumă, la rândul lor, prădători mai slabi. De regulă, există un număr limitat de niveluri trofice - 4 sau 5. Rareori există mai mult de șase. Acest lanț trofic este de obicei închis de descompozitori sau descompozitori. Sunt bacterii, microorganisme care descompun reziduurile organice.

Consumatori: informatii generale

Nu sunt doar „mâncătorii” pe care îi conține lanțul trofic. Satisfacția nevoilor lor de către aceștia se realizează printr-un sistem de comunicare cu feedback (pozitiv). Consumatorii afectează nivelurile trofice ale ecosistemului care sunt mai ridicate. De exemplu, consumul de vegetație din savanele africane de către turmele mari de antilope, împreună cu incendiile din timpul sezonului uscat, crește rata de întoarcere a nutrienților în sol. Ulterior, în sezonul ploios, crește refacerea plantațiilor ierboase și producția acestora.

Exemplul lui Odum este destul de interesant. Descrie impactul consumatorilor asupra producătorilor dintr-un ecosistem marin. Racii care mănâncă detritus și alge tind la ierburile lor în mai multe moduri. Ele descompun solul, crescând astfel circulația apei în apropierea rădăcinilor și introducând oxigen și elementele necesare în zona de coastă anaerobă. În procesul de prelucrare constantă a nămolurilor de fund bogate în materie organică, crabii ajută la îmbunătățirea condițiilor de dezvoltare și creștere a algelor bentonice. Un nivel trofic este alcătuit din organisme care primesc energie prin același număr de pași.

Structura

Alimentele consumate la fiecare nivel trofic nu sunt pe deplin asimilate. Acest lucru se datorează pierderilor sale semnificative în etapele proceselor metabolice. În acest sens, producția de organisme în următorul nivel trofic este mai mică decât în ​​cel precedent. În cadrul unui sistem biologic, compușii organici care conțin energie sunt formați de organisme autotrofe. Aceste substanțe sunt o sursă de energie și componentele necesare pentru heterotrofi. Următorul exemplu este simplu: un animal consumă plante. La rândul său, animalul poate fi mâncat de un alt reprezentant mai mare al faunei. În acest fel, energia poate fi transferată prin mai multe organisme. Următorul îl folosește pe cel precedent, care furnizează energie și nutrienți. Această secvență este cea care formează lanțul trofic, în care nivelul trofic acționează ca o verigă.

Producători de ordinul I

Nivelul trofic inițial conține organisme autotrofe. Acestea includ în principal spații verzi. Unele procariote, în special algele albastre-verzi, precum și câteva specii de bacterii, au, de asemenea, capacitatea de a fotosintetiza. Cu toate acestea, contribuția lor la nivelul trofic este nesemnificativă.

Datorită activității fotosinteticei, energia solară este transformată în energie chimică. Se află în molecule organice, din care, la rândul lor, sunt construite țesuturi. O contribuție relativ mică la producerea de materie organică este adusă de bacteriile chimiosintetice. Ei extrag energie din compușii anorganici. Algele sunt principalii producători în ecosistemele acvatice. Adesea sunt mici organisme unicelulare care formează fitoplancton în straturile de suprafață ale lacurilor și oceanelor. Cea mai mare parte a producției primare de pe uscat vine în forme mai bine organizate. Ele aparțin gimnospermelor și angiospermelor. Datorită acestora se formează pajişti şi păduri.

Consumatori 2, 3 comenzi

Lanțurile trofice pot fi de două tipuri. În special, se disting structurile de detritus și pășuni. Exemple ale acestora din urmă sunt descrise mai sus. Au plante verzi la primul nivel, animale care pasc la al doilea și prădători la al treilea. Cu toate acestea, cadavrele plantelor și animalelor moarte mai conțin energie și „material de construcție”, împreună cu secreții de-a lungul vieții (urină și fecale). Toate aceste materiale organice sunt descompuse datorită activității microorganismelor - bacterii și ciuperci. Ei trăiesc pe resturi organice ca saprofite.

Organismele de acest tip se numesc descompozitoare. Ele secretă enzime digestive în deșeuri sau corpuri moarte, iar apoi produsele digestiei sunt absorbite. Descompunerea poate avea loc la viteze diferite. Consumul de compuși organici din fecale, urină, cadavre de animale se realizează în câteva săptămâni. În același timp, ramurile sau copacii căzuți se pot descompune ani de zile.

Detritivore

Ciupercile joacă un rol important în procesul de degradare a lemnului. Ele secretă enzima celulaza. Are un efect de înmuiere asupra lemnului, ceea ce face posibil ca animalele mici să pătrundă și să absoarbă materialul. Fragmentele de material descompus se numesc detritus. Se hrănesc cu multe organisme vii mici (detritofagi) și accelerează procesul de distrugere.

Deoarece două tipuri de organisme sunt implicate în descompunere (ciuperci și bacterii, precum și animale), ele sunt adesea combinate sub un singur nume - „descompozitori”. Dar, în realitate, acest termen se aplică numai saprofitelor. Detritofagii, la rândul lor, pot fi consumați de organisme mai mari. În acest caz, se formează un lanț de alt tip - începând cu detritus. Detritofagii comunităților de coastă și forestiere includ păduchi, râme, larve de muște, purpuriu, castraveți de mare și polihete.

reţea trofica

În diagramele de sistem, fiecare organism poate fi reprezentat ca consumând altele de un anumit tip. Dar relațiile nutriționale care există în structura biologică au o structură mult mai complexă. Acest lucru se datorează faptului că animalul poate consuma organisme de diferite tipuri. Cu toate acestea, ele pot aparține aceluiași lanț alimentar sau aparțin altora diferite. Acest lucru este evident mai ales în rândul prădătorilor care se află la niveluri înalte ale ciclului biologic. Sunt animale care consumă și alți reprezentanți ai faunei și plantelor în același timp. Astfel de indivizi aparțin categoriei omnivore. În special, așa este persoana. În sistemul biologic existent, împletirea lanțurilor trofice este destul de comună. Ca rezultat, se formează o nouă structură multicomponentă - o rețea. Doar unele dintre toate relațiile posibile pot fi reflectate în diagramă. De regulă, conține doar unul sau doi prădători aparținând nivelurilor trofice superioare. În fluxul de energie și circulație în cadrul unei structuri tipice, pot exista două moduri de schimb. Pe de o parte, interacțiunea se realizează între prădători, pe de altă parte, între descompozitori și detritivori. Acesta din urmă poate consuma animale moarte. În același timp, descompozitorii și detritivorele vii pot acționa ca hrană pentru prădători.

Transferul energiei alimentare din sursa sa - autotrofe (plante) - printr-un număr de organisme, care are loc prin consumul unor organisme de către altele, se numește lant trofic. Cu fiecare transfer, majoritatea (80-90%) energia potențială se pierde, transformându-se în căldură. Prin urmare, cu cât lanțul trofic este mai scurt (cu cât organismul este mai aproape de începutul său), cu atât este mai mare cantitatea de energie disponibilă pentru populație. Lanțurile trofice pot fi împărțite în două tipuri principale: lanț de pășune, care începe cu o plantă verde și progresează la pășunat ierbivore (adică organisme care mănâncă celule sau țesuturi vegetale vii) și carnivore (organisme care mănâncă animale) și lanț detritic, care trece de la materia organică moartă la microorganisme și apoi la hrănitorii de detritus și prădătorii lor. Lanțurile trofice nu sunt izolate unele de altele, ci sunt strâns împletite între ele, formând așa-numitele rețele trofice.În comunitățile naturale complexe, organismele care își primesc energia de la Soare prin același număr de pași sunt considerate ca aparținând unuia. nivel trofic. Deci, plantele verzi ocupă primul nivel trofic (nivelul producătorilor), erbivorele - al doilea (nivelul consumatorilor primari), prădătorii primari care mănâncă ierbivore - al treilea (nivelul consumatorilor secundari) și prădătorii secundari - al patrulea. (nivelul consumatorilor terțiari).

Lanțurile trofice sunt familiare fiecăruia dintre noi: o persoană mănâncă pește mare și mănâncă pești mici care mănâncă zooplancton, care se hrănesc cu fitoplancton care captează energia solară, sau o persoană poate mânca carnea vacilor care mănâncă iarbă care captează energia solară, el poate folosi și un lanț trofic mult mai scurt hrănindu-se cu culturi care captează energia soarelui. În acest din urmă caz, o persoană este consumatorul primar la al doilea nivel trofic. În lanțul trofic iarbă - vaci - om, acesta este un consumator secundar la al treilea nivel trofic. Dar, mai des, o persoană este atât un consumator primar, cât și un consumator secundar, deoarece dieta sa include de obicei un amestec de alimente vegetale și animale.

Cu fiecare transfer de alimente, o parte din energia potențială se pierde. În primul rând, plantele captează doar o mică parte din energia solară primită. Prin urmare, numărul de consumatori (de exemplu, oameni) care pot supraviețui cu o producție primară dată este foarte dependent de lungimea lanțului, trecerea la fiecare verigă succesivă a lanțului nostru alimentar agricol tradițional reduce energia disponibilă cu aproximativ un ordin de mărime (adică 10). ori). Prin urmare, dacă conținutul de carne din dietă crește, atunci numărul persoanelor care pot fi hrănite scade. Dacă se dovedește că o mulțime de guri noi vor trebui hrănite pe baza producției primare existente, atunci carnea ar trebui abandonată complet sau consumul acesteia ar trebui redus drastic.

Unele substanțe nu se risipesc pe măsură ce se mișcă de-a lungul lanțului, ci mai degrabă se acumulează. Acest așa-zis concentrație în lanțul trofic (bioconcentrare) cel mai clar demonstrează radionuclizi și pesticide persistente.

Tendința unor radionuclizi, subprodușii fisiunii nucleare, de a crește în concentrație cu fiecare etapă a lanțului trofic a fost descoperită în anii 50. Cantități extrem de mici (urme) de J, P, Cs, Se radioactiv în râul Columbia au fost concentrate în țesuturile peștilor și păsărilor. S-a constatat că factorul de acumulare (raportul dintre cantitatea de substanță din țesuturi și mediul înconjurător) de fosfor radioactiv din ouăle de gâscă este de 2 milioane. Astfel, eliberările sigure în râu pot deveni extrem de periculoase pentru verigile superioare ale lanțului trofic. .

Exemplu: DDT(4,4 - diclorodifenil triclormetilmetan). Pentru a reduce numărul de țânțari de pe Long Island, mlaștinile polenizează DDT de mulți ani. Specialiștii în controlul insectelor nu au folosit concentrații care ar fi direct letale pentru pești și alte animale, dar nu au luat în considerare procesele de mediu și persistența pe termen lung a reziduurilor de DDT. În loc să fie spălate în mare, reziduurile otrăvitoare adsorbite pe detring s-au concentrat în țesuturile hrănitoarelor de detring și a peștilor mici și, mai departe - în prădătorii de ordin superior (păsări mâncătoare de pește). Coeficientul de concentrație (raportul dintre conținutul de DDT din corp și conținutul din apă, exprimat în părți pe milion) pentru animalele mâncând pește este de aproximativ 500 000. La pești și păsări, acumularea este facilitată de acumularea semnificativă de grăsime, în care DDT este concentrat. Păsările sunt deosebit de susceptibile la otrăvirea cu DDT, așa cum această otravă (și alte insecticide, care sunt hidrocarburi clorurate), prin reducerea concentrației de hormoni steroizi în sânge, perturbă formarea cojilor de ouă; coaja subțire sparge înainte ca puiul să se dezvolte. Astfel, dozele foarte mici care sunt inofensive pentru un individ se dovedesc a fi letale pentru populație.

Principiile acumulării biologice trebuie să fie luate în considerare în orice decizie legată de eliberarea de poluanți în mediu. Cu toate acestea, mulți factori non-biologici pot scădea sau crește factorul de concentrație. Deci, o persoană primește mai puțin DDT decât o pasăre, pentru că. la procesarea și gătirea alimentelor, o parte din această substanță este îndepărtată.

Nivel trofic este o colecție de organisme care ocupă un anumit loc în rețeaua trofică.

I nivel trofic - întotdeauna plante,

II nivel trofic - consumatori primari

III nivel trofic - consumatori secundari etc.

Detritofagii pot fi la niveluri trofice II și superioare.

De obicei, există 3-4 niveluri trofice într-un ecosistem.

Structura trofică poate fi măsurată și exprimată fie ca randament pe viță de vie (pe unitate de suprafață), fie ca cantitate de energie înregistrată pe unitate de suprafață pe unitatea de timp la niveluri trofice succesive.

Structura trofică și funcția trofică pot fi reprezentate grafic ca piramide ecologice, a cărui bază este primul nivel (nivelul producătorilor), iar nivelurile ulterioare formează etajele și vârful piramidei. Piramidele ecologice pot fi clasificate în trei tipuri principale:

piramida numerelor reflectarea numărului de organisme individuale;

piramida biomasei caracterizarea masei totale uscate, conținutului de calorii sau altă măsură a cantității totale de materie vie;

piramida energetica arătând cantitatea de flux de energie și „productivitate” la niveluri trofice succesive. Cu fiecare tranziție de la un nivel trofic la altul în cadrul lanțului trofic sau al rețelei, se lucrează și energia termică este eliberată în mediu, iar cantitatea de energie de înaltă calitate utilizată de organismele de la următorul nivel trofic scade. Procentul de energie de înaltă calitate care trece de la un nivel trofic la altul variază de la 2 la 30%. Cea mai mare parte a energiei este pierdută în mediu sub formă de energie termică de calitate scăzută. Cu cât lanțul alimentar este mai lung, cu atât se irosește mai multă energie utilă. Piramida Fluxului Energetic explică de ce mai mulți oameni pot fi hrăniți prin reducerea lanțului trofic la consumul direct de cereale (orez-uman) decât prin utilizarea animalelor care mănâncă cereale ca hrană. Pentru a evita malnutriția proteică (proteică), o dietă vegetariană ar trebui să conțină o varietate de plante.

Piramidele numerelor Este posibilă colectarea tuturor probelor de organisme dintr-un ecosistem și numărarea abundenței tuturor speciilor găsite la fiecare nivel trofic. Astfel de informații sunt necesare pentru a crea o piramidă de numere. De exemplu, un milion de fitoplangton dintr-un iaz mic poate hrăni 10.000 de zooplangton, care la rândul lor pot hrăni 100 de biban, suficient pentru a hrăni o persoană timp de o lună.

Orez. 3.2 Piramida numerelor

Dar pentru unele ecosisteme, piramidele populației au o formă diferită. De exemplu, într-o pădure, un număr mic de copaci mari, cum ar fi sequoia veșnic verde, furnizează hrană pentru un număr mare de insecte și păsări fitofage de dimensiuni mici - consumatori de ordinul întâi.

piramida biomasei caracterizarea masei materiei vii (pe unitate de suprafata sau de volum). Fiecare nivel trofic al unui lanț trofic sau rețea conține o anumită cantitate de biomasă. În ecosistemele terestre, se aplică următoarele regula piramidei biomasei: masa totală a plantelor depășește masa tuturor ierbivorelor, iar masa lor depășește întreaga biomasă a prădătorilor.

Pentru ocean, regula piramidei biomasei este invalidă - piramida are vedere inversată (întoarsă).. Ecosistemul oceanului se caracterizează prin incandescența biomasei la niveluri ridicate, la prădători. Prădătorii trăiesc mult timp, iar rata de rotație a regenerării lor este scăzută, dar pentru producători - algele fitoplanctonului, rata de rotație este de sute de ori mai mare decât rezerva de biomasă.

Orez. 3.3 Piramida biomasei

Piramidele de numere și de biomasă pot fi inversate (sau parțial inversate), adică baza poate fi mai mică decât unul sau mai multe etaje superioare. Acest lucru se întâmplă atunci când dimensiunea medie a producătorilor este mai mică decât dimensiunea consumatorilor. Dimpotrivă, piramida energetică se va îngusta întotdeauna spre vârf, cu condiția să luăm în considerare toate sursele de energie alimentară din sistem.