§ 54. Харчові зв'язки, потоки енергії та колообіг речовин в екосистемах

Поміркуйте

Чим відрізняється живлення автотрофних від живлення гетеротрофних організмів?

Згадайте

Як живляться дерева? Їжаки?

Екологічні групи живих організмів

Відеоурок «Харчові зв'язки, потоки енергії та колообіг речовин в екосистемах»

Усі живі організми повинні живитися. Адже для побудови свого організму їм постійно потрібні органічні речовини й енергія, яку вони отримують із цих речовин. Автотрофні організми синтезують ці речовини самостійно, а гетеротрофні отримують у різні способи. Вони можуть поїдати автотрофні чи інші гетеротрофні організми або живитися мертвою органікою. Але, що б вони не їли, первинним джерелом усіх органічних речовин і енергії в екосистемах є автотрофи.

Відповідно до способу отримання органічних речовин, живі організми в екосистемах поділяють на екологічні групи продуцентів, консументів і редуцентів. Продуценти — це автотрофні організми, які продукують органічні речовини. До них належать, наприклад, дерева, водорості та інші рослини (мал. 54.1).

Мал. 54.1. Мох — представник продуцентів

Консументи є гетеротрофними організмами екосистем, які отримують органічні речовини, живлячись іншими живими організмами. Вони можуть споживати як продуцентів (наприклад, травоїдні тварини), так і інших консументів (як хижаки, які поїдають травоїдних) (мал. 54.2).

Мал. 54.2. Представники консументів — олень і турун

Редуценти — це гетеротрофні організми екосистем, які отримують органічні речовини, споживаючи рештки живих організмів або продукти їхньої життєдіяльності. Редуценти перетворюють мертву органіку на прості органічні та неорганічні речовини.

Харчові зв'язки в екосистемах

Поїдаючи один одного, живі організми стають ланками харчових ланцюгів. Харчовий ланцюг — це взаємини між організмами під час перенесення енергії їжі від її джерела (автотрофного організму) через низку організмів, що відбувається шляхом поїдання одних організмів іншими (мал. 54.3).

Мал. 54.3. Схема харчового ланцюга в лісовому біоценозі

У ланцюзі харчування кожен вид займає певну ланку. Зв’язки між видами в харчовому ланцюзі називаються трофічними, а ланки — трофічними рівнями. На початку ланцюгів живлення, як правило, перебувають продуценти, тобто автотрофні організми, які продукують органічні речовини. Наступні ланки ланцюга становлять консументи. Залежно від місця ланки розрізняють консументів різних порядків. Так, травоїдні, які споживають продуцентів, є консументами І порядку. Хижаки, які їдять травоїдних, — консументами II порядку. А паразити, які живуть в організмі хижаків, — консументами III порядку. Редуценти руйнують мертві залишки й продукти життєдіяльності організмів усіх трофічних рівнів.

В органічних речовинах автотрофні організми запасають енергію, яку й використовують гетеротрофи. Під час перенесення цієї енергії від ланки до ланки харчового ланцюга переважна її частина (80-90 %) губиться у вигляді теплоти. У кінці ланцюга живлення енергія, яка ще зберігається в мертвій органіці, остаточно розсіюється у вигляді тепла, коли її руйнують редуценти.

Правило екологічної піраміди

Різні екосистеми відрізняються своєю продуктивністю (відтворенню біомаси організмів, які входять до його складу). Усім ланцюгам живлення властиві певні співвідношення продукції, тобто біомаси з енергією, що витрачається і запасається на кожному з трофічних рівнів. Ці закономірності дістали назву правила екологічної піраміди: на кожному попередньому трофічному рівні кількість біомаси й енергії, які запасаються організмами за одиницю часу, значно більші, ніж на наступному (у середньому в 5-10 разів). Графічно це правило можна зобразити у вигляді піраміди, складеної з окремих блоків. Кожен її блок відповідає продуктивності організмів на кожному з трофічних рівнів. Отже, екологічна піраміда є графічним відображенням трофічної структури ланцюга живлення (мал. 54.4).

Мал. 54.4. Екологічна піраміда

Колообіг речовин

Біологічний колообіг — це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які відбуваються в біосфері безперервно з моменту виникнення життя на нашій планеті.

У біосфері існує постійний колообіг елементів, які переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, які вивільняються мікроорганізмами під час гниття, надходять у ґрунт і атмосферу, знову стають частиною колообігу речовин біосфери, поглинаючись живими організмами.

Для функціонування екосистем найважливіші ті колообіги речовин, які є основними компонентами живих організмів: Карбону, Нітрогену, Оксигену, Сульфуру, Фосфору.

Ключова ідея

Відповідно до способу отримання органічних речовин, живі організми в екосистемах поділяють на екологічні групи: продуценти, консументи і редуценти. Екологічна піраміда є графічним відображенням трофічної структури ланцюга живлення.

Перевірте свої знання

1. На які екологічні групи поділяють живі організми в екосистемах? 2. Хто такі консументи? 3. Що таке харчовий ланцюг? 4. Які бувають ланцюги живлення? 5. В океанських западинах на глибині кількох кілометрів також існують екосистеми. Звідки вони можуть отримувати органічні речовини для своїх харчових ланцюгів? 6*. Яке значення мас колообіг речовин для нормального функціонування екосистем?

Зміст