Презентация на тему Взаимосвязь организмов в сообществах (пищевые цепи, трофические уровни, экологические пирамиды)

целостности сообщества обеспечивается разнообразными связями между организмами. Наибольшее значение

в природе имеют пищевые связи, благодаря которым осуществляется непрерывный вещественно-энергетический обмен между живым и неживым веществом природы.
 В сообществе живые организмы тесным образом связаны не только между собой, но и с неживой природой. Связь эта выражается через поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы из окружающей среды. Пища содержит энергию, которая необходима для жизнедеятельности организма. Таким образом, биоценоз может стабильно существовать только при перераспределении вещества и энергии через пищевые цепи.
 Для любого сообщества можно составить схему всех пищевых взаимосвязей организмов. Эта схема имеет вид сети (её переплетения бывают очень сложными) и носит название пищевая (трофическая) сеть.

с зелёных растений), называются пастбищными или консументными цепями (или цепями

выедания).
Пастбищные цепи питания преобладают в травянистых, водных экосистемах.
Пример:
А — пастбищная пищевая цепь: живое растение — растительноядное насекомое — хищное насекомое — насекомоядная птица — хищная птица.
Трофические цепи, начинающиеся с мёртвого органического вещества детрита (отмершие остатки растений, трупы и экскременты животных), называются детритные или редуцентные цепи (или цепи разложения). 
Детритные цепи преобладают в лесных экосистемах.
Пример:
Б — детритная пищевая цепь: опавшие листья (детрит) — почвенные бактерии, черви, грибы (детритофаги) — почвенные насекомые и клещи — хищные насекомые и насекомоядные животные.

положение, создавая трофическую структуру сообществ. Последовательно питаясь друг другом, живые организмы образуют

звенья цепи питания, называемые трофическими уровнями.
Трофический уровень — совокупность организмов, получающих преобразованную в пищу энергию Солнца через одинаковое число посредников пищевой цепи.

трофический уровень образуют продуценты — производители биологического вещества — автотрофы.
Автотрофы способны фиксировать световую энергию

и использовать в питании простые неорганические вещества.
Как правило, продуцентами являются зелёные растения. Автотрофы являются важнейшей частью любого сообщества, потому что практически все остальные организмы прямо или косвенно зависят от снабжения веществом и энергией, запасёнными растениями.
На суше автотрофы — это обычно крупные растения с корнями, в водоёмах продуцентами являются микроскопические водоросли, обитающие в толще воды (фитопланктон).

веществами. Гетеротрофы разлагают, перестраивают и усваивают сложные органические вещества,

созданные первичными продуцентами.
Все животные и многие микроорганизмы — гетеротрофы.
В свою очередь, гетеротрофные организмы подразделяются на потребителей (консументов) и разлагателей или деструкторов (редуцентов).
Консументы (потребители) — это, главным образом, животные, питающиеся другими организмами (растительными или животными) или измельчёнными органическими веществами.
2-й трофический уровень образуют консументы I порядка или первичные консументы(растительноядные животные, которые питаются продуцентами).
 3-й трофический уровень образуют консументы, которые поедают растительноядных животных I порядка, называются консументами II порядка или вторичные консументы или первичные хищники (плотоядные животные-хищники).
 4-й трофический уровень образуют консументы III порядка или третичные консументы, или вторичные хищники (хищники, питающиеся вторичными консументами) и т.д.
 Поскольку многие животные всеядны и питаются как растениями, так и животными, их невозможно отнести к какому-либо одному уровню. В этих случаях считается, что такие организмы представляют сразу несколько трофических уровней, а их участие в каждом из уровней пропорционально составу их диеты.

органическое вещество в неорганические соединения.
 Редуценты представлены в основном грибами

и бактериями, разлагающими сложные составные компоненты мёртвой цитоплазмы, доводя их до простых органических соединений, которые в последующем могут быть использованы продуцентами.
 
Природные сообщества могут коренным образом различаться по составу организмов, однако по трофической структуре они сходны: в них присутствуют основные экологические компоненты — продуценты (автотрофы), консументы различных порядков и редуценты (гетеротрофы).

непрерывный обмен энергией и веществом между живой и неживой

природой. Энергия и вещество постоянно необходимы живым организмам, и они черпают их из окружающей неживой природы.
 Вещества и энергия в сообществах передаются по пищевым цепям. Количества вещества и энергии, проходящие через живые организмы, чрезвычайно велики.
Пример:
Полевая мышь способна за свою жизнь съесть десятки килограммов зерна; рост растений сопровождается огромным потреблением воды и т.д.
Обрати внимание!
Энергия не может передаваться по замкнутому кругу.

радиации, которая может быть связана в процессе фотосинтеза. Расходуясь

затем в виде химической энергии, она теряется, превращаясь в тепло

называют питательными веществами или биогенными (дающими жизнь) элементами. Пример:
К биогенным элементам относятся элементы, которые составляют химическую основу

тканей живых организмов (макроэлементы): углерод, водород, кислород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера. А также элементы и их соединения, необходимые для существования живых систем, но в исключительно малых количествах (микроэлементы): железо, марганец, медь, цинк, бор, натрий, молибден, хлор, ванадий и кобальт.
Совершенно ясно, что, если бы живые организмы безвозвратно заимствовали все необходимые им питательные вещества из неживой природы, ничего при этом не возвращая обратно, запасы питательных веществ на Земле иссякли бы и жизнь прекратилась. Этого не происходит, потому что питательные вещества постоянно возвращаются в окружающую среду в результате жизнедеятельности самих организмов.
 Биогенные вещества могут передаваться по замкнутым циклам, многократно циркулируя между организмами и окружающей средой. Это явление получило название круговорота веществ.
Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в разделе о биосфере.
 Разные виды организмов в сообществе оказываются тесно связанными друг с другом, взаимозависимыми друг от друга.
Передаваясь по цепям питания, и вещество, и энергия претерпевают ряд превращений.
 Часть вещества может использоваться как материал для строительства тел организмов, питающихся растениями (которые, в свою очередь, поставляют такой же «строительный материал» хищникам). Вследствие отмирания организмов, всё биологическое вещество в конечном счёте достается микроорганизмам-редуцентам, участвующим в превращении сложных органических соединений в простые, которые вновь используются растениями. Таким образом, возникает устойчивый круговорот веществ, решающую роль в котором играют живые организмы.
 Запасы биогенных элементов непостоянны. Процесс связывания некоторой их части в виде живой биомассы снижает количество, остающееся в среде экосистемы. И если бы растения и другие организмы в конечном счёте не разлагались бы, запас биогенных элементов исчерпался бы и жизнь на Земле прекратилась. Отсюда можно сделать вывод, что активность гетеротрофов, и, в первую очередь, организмов, функционирующих в детритных цепях, — решающий фактор сохранения круговорота биогенных элементов и, следовательно, жизни на нашей планете

единственный источник всей энергии на Земле. Однако не вся

энергия солнечного излучения может усваиваться и использоваться организмами. Лишь около половины обычного светового потока, падающего на зелёные растения (т.е. на продуценты), поглощается фотосинтетическими элементами, и лишь малая доля поглощённой энергии (от 1 до 5%) запасается в виде биохимической энергии (или энергии химических связей) — энергии, заключенной в тканях растения.
 Большая часть солнечной энергии теряется в виде тепла. При перемещении энергии по пищевой цепи с одного уровня на другой скорость её потока (т.е. количество энергии, перешедшей с одного трофического уровня на другой в единицу времени) резко снижается.
 Причины снижения количества энергии при переходе с одного трофического уровня на другой:
  Часть заключённой в пище энергии теряется в процессе биохимической трансформации пищи.
Часть энергии вообще не усваивается и выводится из организма с экскрементами, а затем разлагается деструкторами.
Не все организмы данного трофического уровня будут съедены потенциальными хищниками и, следовательно, не вся энергия, запасённая в их тканях, перейдёт на следующий трофический уровень.
Часть энергии теряется в виде тепла в процессе дыхания.
Много энергии, полученной с пищей, тратится на работу, которую выполняет животное, перемещаясь, охотясь, строя гнездо или производя иные действия, в результате чего выделяется тепло.

на другой (более высокий) определяют количество этих уровней и

соотношение численности хищников и жертв.
Подсчитано, что на любой трофический уровень поступает лишь около 10% (или чуть более) энергии предыдущего уровня. Эта закономерность известна как правило 10 %.
 Правило 10 % (правило Р. Линдемана): на каждый следующий, более высокий трофический уровень переходит в среднем около 10 % энергии предыдущего, 90 % — теряется.

каждом из трофических уровней  
На рисунке сплошным цветом
обозначена

энергия, переходящая
на следующий трофический уровень,
штриховкой — потери энергии.


В связи с высокой потерей энергии,
число трофических уровней в
сообществе редко превышает
три-четыре.

мо­де­ли, отража­ю­щие число осо­бей (пи­ра­ми­да чисел), ко­ли­че­ство их био­мас­сы

(пи­ра­ми­да био­масс) или за­клю­чён­ной в них энер­гии (пи­ра­ми­да энер­гии) на каж­дом тро­фи­че­ском уров­не и ука­зы­ва­ю­щие на по­ни­же­ние всех по­ка­за­те­лей с повыше­ни­ем трофи­че­ско­го уров­ня.
Различают три типа экологических пирамид: энергии, биомассы и численности.
Из трёх типов экологических пирамид пирамида энергии дает наиболее полное представление о функциональной организованности сообществ, так как отражает картину скоростей прохождения массы пищи через пищевую цепь.

ними располагаются консументы первого порядка (травоядные).
Следующий уровень представляют консументы

второго порядка (хищники).
И так далее до вершины пирамиды, которую занимают наиболее крупные хищники. Высота пирамиды обычно соответствует длине пищевой цепи.