Біологія. Довідник школяра та абітурієнта

Потік енергії та продуктивність у кормових мережах

Перенесення енергії корму від її джерела — рослини — через ряд організмів, яке відбувається шляхом поїдання одних організмів іншими, називають кормовим ланцюгом. Під час кожного чергового переносу більша частина (80-90 %) потенційної енергії втрачається, переходячи в тепло. Це обмежує можливу кількість етапів, або ланок ланцюга зазвичай до чотирьох-п’яти. Що коротший кормовий ланцюг (або що ближче організм до його початку), то більша кількість доступної енергії.

Кормові ланцюги (ланцюги живлення) можна поділити на два основних типи: пасовищні, які починаються із зеленої рослини і йдуть далі до тих, хто пасеться, та до хижаків (організмів, які поїдають тварин), та детритні, які розпочинаються з мертвої органічної речовини, йдуть до мікроорганізмів, які ними живляться, а потім — до детритофагів та їх хижаків. Кормові ланцюги тісно пов’язані, а їхні переплетіння часто називають кормовою мережею. У складному природному угрупованні організми, які одержують свій корм від рослин через однакову кількість етапів, належать до одного трофічного рівня. Наприклад, зелені рослини займають перший трофічний рівень (рівень продуцентів), травоїдні — другий (рівень первинних консументів), хижаки, що поїдають травоїдних, — третій (рівень вторинних консументів), а вторинні й третинні хижаки — четвертий і п’ятий рівні (рівень третинних і четвертинних консументів).

Слід зазначити, що ця трофічна класифікація поділяє на групи не самі види, а їхні типи життєдіяльності (Ю. Одум). Популяція одного виду може займати один і більше трофічних рівнів, залежно від того, якими джерелами енергії вона користується. Наприклад, водоплавні птахи живляться не лише дрібними тваринами, але й листям рослин чи зерном. Існує чимало моделей, які пояснюють розподіл енергії кормовими ланцюгами й кормовими мережами. Д. Ф. Оуен (1984) наводить дві моделі: модель Р. Л. Ліндемана (1942) і власну. Ці схеми екосистем за змістом та обсягом відповідають параметрам біогеоценозу: це відкриті системи з власними межами. Модель Р. Л. Ліндемана включає редуценти, які одержують енергію від продуцентів усіх інших трофічних рівнів, але не розміщує самих редуцентів на різні трофічні рівні. «Таке розміщення стає необхідним. — зазначає Д. Ф. Оуен, — коли ми маємо справу з редуцентами мертвих тварин, оскільки ці групи із різних трофічних рівнів: мертві тіла рослин споживають одні редуценти, а тіла тварин — зовсім інші та в іншому місці».

Свою модель Д. Ф. Оуен ілюструє на прикладі терміта, який живиться мертвою деревиною. Терміт, без сумніву, первинний редуцент, і коли він вмирає, то ним може поживитися личинка мухи — вторинний редуцент, але його ще живим може з’їсти комахоїдний птах — в даному випадку вторинний консумент. Дійсно, кормові ланцюги консументів і редуцентів йдуть паралельно, що й ураховано в модифікованій моделі Д. Ф. Оуена. В обох схемах відбувається втрата енергії у вигляді тепла, виробленого в процесі життєдіяльності організмів. Обидві схеми, на жаль, не враховують ті види, які, споживаючи, належать то до одного, то до іншого трофічного рівнів або ж частково є консументами, а частково — редуцентами того самого рівня. Більше того, за цими моделями не можна встановити, живим чи мертвим цей організм вживають. Однак нас цікавлять не так види, як трофічне становище особини у кожному конкретному випадку, коли вона одержує корм.

Д. Ф. Оуен влучно описує трофічний рівень людини. Як вид людина є одночасно первинним і вторинним консументом. Вона діє як первинний консумент, коли їсть хліб, хоча речовина, з якої він спечений, була «вбита» іншими членами виду. Коли ж людина їсть яловичину, вона є вторинним консументом і, за винятком риби, лише невелика частина харчових продуктів ставить її в ряд третинного або ще вищого трофічного рівнів.

Вивчення потоку енергії в кормових ланцюгах дає можливість зробити висновок про низьку ефективність використання біогеоценозами сонячної енергії, яка, потрапляючи в кормовий ланцюг, немовби розчиняється в розгалуженій кормовій мережі, витрачаючи свій початковий потенціал.