Toiduahel on anorgaaniliste (biogeensete jne) elementide järjestikune muundamine taimede ja valguse abil orgaanilisteks aineteks (esmatoodang) ja viimaste - loomsete organismide poolt järgnevates troofilistes (toidu) lülides (sammudes). nende biomassi.

Toiduahel algab päikeseenergiast ja iga ahela lüli tähistab energia muutust. Kõik kogukonna toiduahelad moodustavad troofilisi suhteid.

Ökosüsteemi komponentide vahel on mitmesuguseid seoseid ning ennekõike seob neid omavahel energiavool ja ainering. Kanaleid, mille kaudu energia kogukonda läbib, nimetatakse toiduahelateks. Puude latvu või tiigi pinnale langeva päikesekiire energia püüavad kinni rohelised taimed – olgu need siis hiiglaslikud puud või pisikesed vetikad – ja kasutavad seda fotosünteesi protsessis. See energia läheb taimede kasvule, arengule ja paljunemisele. Taimi kui orgaanilise aine tootjaid nimetatakse tootjateks. Tootjad omakorda on energiaallikaks taimedest toituvatele inimestele ja lõpuks kogu kogukonnale.

Esimesed orgaanilise aine tarbijad on taimtoidulised loomad – esimest järku tarbijad. Kiskjad, kes söövad taimtoidulist saaki, tegutsevad teise järgu tarbijatena. Ühelt lülilt teisele liikudes läheb energiat paratamatult kaotsi, mistõttu on toiduahelas harva üle 5-6 osaleja. Lagundajad viivad tsükli lõpule – bakterid ja seened lagundavad loomade laipu, taimejäänuseid, muutes orgaanilise aine mineraalideks, mida taas omastavad tootjad.

Toiduahelasse kuuluvad kõik taimed ja loomad, samuti vees sisalduvad keemilised elemendid, mis on vajalikud fotosünteesiks. Toiduahel on ühendatud lineaarne lülide struktuur, millest igaüks on naaberlülidega seotud suhtega "toit - tarbija". Organismirühmad, näiteks konkreetsed bioloogilised liigid, toimivad ahela lülidena. Vees saab toiduahel alguse kõige väiksematest taimeorganismidest – vetikatest –, kes elavad eufootilises tsoonis ja kasutavad päikeseenergiat orgaaniliste ainete sünteesimiseks anorgaanilistest keemilistest toitainetest ja vees lahustunud süsihappegaasist. Toiduenergia ülekandmisel selle allikast - taimedest - läbi mitmete organismide, mis tekivad mõne organismi söömisel teiste poolt, hajub energia, millest osa muundatakse soojuseks. Iga järgmise üleminekuga ühelt troofiliselt lülilt (astmelt) teisele kaob kuni 80-90% potentsiaalsest energiast. See piirab võimalike sammude või ketilülide arvu tavaliselt nelja või viiega. Mida lühem on toiduahel, seda rohkem kättesaadavat energiat talletatakse.

100 kg taimedest moodustub keskmiselt 100 kg rohusööjate keha. Taimtoidulisi söövad kiskjad suudavad sellest kogusest ehitada 10 kg oma biomassi ja sekundaarsed kiskjad vaid 1 kg. Näiteks inimene sööb suurt kala. Tema toit koosneb väikestest kaladest, kes tarbivad zooplanktonit, kes elab päikeseenergiat püüdval fütoplanktonil.

Seega on 1 kg inimkeha ehitamiseks vaja 10 tuhat kg fütoplanktonit. Järelikult väheneb ahela iga järgneva lüli mass järk-järgult. Seda mustrit nimetatakse ökoloogilise püramiidi reegliks. Seal on arvude püramiid, mis peegeldab isendite arvu toiduahela igas etapis, biomassi püramiid - igal tasandil sünteesitud orgaanilise aine kogus ja energiapüramiid - toidus sisalduva energia kogus. Kõigil neil on sama suund, mis erinevad digitaalsete väärtuste absoluutväärtuse poolest. Reaalsetes tingimustes võib jõuahelatel olla erinev arv lülisid. Lisaks võivad toiduahelad ristuda, moodustades toiduvõrgustikke. Peaaegu kõik loomaliigid, välja arvatud väga spetsialiseeritud toit, kasutavad rohkem kui ühte toiduallikat, kuid mitut). Mida suurem on biotsenoosi liigiline mitmekesisus, seda stabiilsem see on. Niisiis on taime-jänese-rebase toiduahelas ainult kolm lüli. Kuid rebane ei söö mitte ainult jäneseid, vaid ka hiiri ja linde. Üldine muster on see, et toiduahela alguses on alati rohelised taimed ja lõpus - kiskjad. Iga ahela lüliga muutuvad organismid suuremaks, nad paljunevad aeglasemalt, nende arv väheneb. Alumiste lülide positsiooni hõivavad liigid, kuigi neile antakse toitu, tarbitakse ise intensiivselt (hiiri hävitavad näiteks rebased, hundid, öökullid). Valik läheb viljakuse suurendamise suunas. Sellised organismid muutuvad kõrgemate loomade toidubaasiks ilma progressiivse evolutsiooni väljavaadeteta.

Igal geoloogilisel ajastul arenesid toidusuhetes kõrgeimal tasemel organismid suurima kiirusega, näiteks Devoni ajal - lobekalad - kalatoidulised kiskjad; süsiniku perioodil - röövtoidulised stegotsefaalid. Permi keeles - roomajad, kes jahtisid stegotsefaaliaid. Kogu mesosoikumi ajastu jooksul hävitasid imetajad röövloomad ja alles pärast viimaste väljasuremist mesosoikumi lõpus saavutasid nad domineeriva positsiooni, andes suure hulga vorme.

Toidusuhted on biotsenoosis kõige olulisem, kuid mitte ainus liikidevaheliste suhete tüüp. Üks liik võib teist erineval viisil mõjutada. Organismid võivad asuda teise liigi isendite pinnal või keha sees, võivad moodustada elupaiga ühele või mitmele liigile, mõjutada õhu liikumist, temperatuuri ja ümbritseva ruumi valgustust. Näiteid seostest, mis mõjutavad liikide elupaiku, on palju. Meritõrud on istuvad merevähid, kes sageli asetuvad vaalade nahale. Paljude kärbeste vastsed elavad lehmasõnnikus. Eriti suur roll teiste organismide jaoks keskkonna loomisel või muutmisel on taimedel. Taimetihnikus, olgu selleks mets või heinamaa, kõigub temperatuur vähem kui lagendikul ja õhuniiskus on suurem.
Sageli on üks liik seotud teise levikuga. Loomad kannavad endas seemneid, eoseid, taimede õietolmu, aga ka muid väiksemaid loomi. Taimeseemneid võivad loomad püüda juhuslikul kokkupuutel, eriti kui seemnetel või istikutel on spetsiaalsed konksud, konksud (järjestus, takjas). Süües puuvilju, marju, mis ei ole seeditavad, erituvad seemned koos väljaheidetega. Imetajad, linnud ja putukad kannavad oma kehal arvukalt puuke.

Seos kahe lüli vahel tekib siis, kui üks organismirühm toimib teise rühma toiduna. Ahela esimesel lülil ei ole eelkäijat, see tähendab, et selle rühma organismid ei kasuta teisi organisme toiduna, olles tootjad. Kõige sagedamini on selles kohas taimi, seeni, vetikaid. Ahela viimase lüli organismid ei toimi teistele organismidele toiduna.

Igal organismil on teatud energiavaru, see tähendab, et võime öelda, et igal ahela lülil on oma potentsiaalne energia. Söömise käigus läheb toidu potentsiaalne energia üle selle tarbijale.

Kõik toiduahela moodustavad liigid elavad roheliste taimede tekitatud orgaanilisest ainest. Samas on toitumisprotsessis energia kasutamise ja muundamise efektiivsusega seotud oluline regulaarsus. Selle olemus on järgmine.

Kokku muundub ainult umbes 1% taimele langevast Päikese kiirgusenergiast sünteesitud orgaaniliste ainete keemiliste sidemete potentsiaalseks energiaks ja heterotroofsed organismid saavad seda edasi kasutada toitumiseks. Kui loom sööb taime, kulub suurem osa toidus sisalduvast energiast erinevatele eluprotsessidele, muutudes soojuseks ja hajudes. Ainult 5-20% toiduenergiast läheb looma keha vastvalminud ainesse. Kui kiskja sööb rohusööja ära, läheb jällegi suurem osa toidus sisalduvast energiast kaotsi. Nii suurte kasuliku energia kadude tõttu ei saa toiduahelad olla väga pikad: need koosnevad tavaliselt mitte rohkem kui 3-5 lülist (toidutasemest).

Toiduahela aluseks oleva taimse aine hulk on alati mitu korda suurem kui taimtoiduliste loomade kogumass, samuti väheneb iga järgneva toiduahela lüli mass. Seda väga olulist mustrit nimetatakse ökoloogilise püramiidi reegliks.

Potentsiaalse energia ülekandmisel lülilt lülile kaob kuni 80-90% soojuse kujul. See asjaolu piirab toiduahela pikkust, mis looduses tavaliselt ei ületa 4-5 lüli. Mida pikem on troofiline ahel, seda väiksem on selle viimase lüli produktsioon võrreldes esialgse lüli tootmisega.

Baikalis koosneb pelaagilise vööndi toiduahel viiest lülist: vetikad - epishura - makrohectopus - kalad - hülged või röövkalad (lenok, taimen, omuli täiskasvanud jne). Inimene osaleb selles ahelas viimase lülina, kuid ta võib tarbida madalamate lülide tooteid, näiteks kalu või isegi selgrootuid, süües vähilaadseid, veetaimi jne. Lühikesed troofilised ahelad on vähem stabiilsed ja alluvad suurematele kõikumistele kui pikad. ja keeruka struktuuriga.

2. TOIDUKETTI TASANDID JA STRUKTUURILEMENDID

Tavaliselt saate iga ahela lüli jaoks määrata mitte ühe, vaid mitu muud lüli, mis on sellega seotud seosega "toit - tarbija". Nii et rohtu ei söö mitte ainult lehmad, vaid ka teised loomad ning lehmad pole toiduks ainult inimesele. Selliste lülide loomine muudab toiduahela keerukamaks struktuuriks - toiduvõrk.

Mõnel juhul on toiduvõrgus võimalik üksikuid linke grupeerida tasemeteks nii, et ühe tasandi lingid toimivad järgmisele tasemele ainult toiduna. Sellist rühmitamist nimetatakse troofilised tasemed.

Taimed (vetikad) on reservuaari mis tahes troofilise (toidu) ahela algtase (lüli). Taimed ei söö kedagi (välja arvatud vähesed putuktoiduliste taimede liigid - päikesekaste, liblikad, pemfigus, nepenthes ja mõned teised), vastupidi, nad on eluallikaks kõigile loomorganismidele. Seetõttu on kiskjate ahela esimene samm taimtoidulised (karjamaa) loomad. Neile järgnevad taimtoidulistest toituvad väikekiskjad, seejärel suuremate kiskjate lüli. Ahelas on iga järgnev organism eelmisest suurem. Kiskjate ahelad aitavad kaasa troofilise ahela stabiilsusele.

Saprofüütide toiduahel on troofilise ahela sulgev lüli. Saprofüüdid toituvad surnud organismidest. Surnud organismide lagunemisel tekkinud keemilisi aineid tarbivad taas taimed – tootvad organismid, millest saavad alguse kõik troofilised ahelad.

3. TROOFIKAKETTIDE LIIGID

Troofilistel ahelatel on mitu klassifikatsiooni.

Esimese klassifikatsiooni järgi on looduses kolm troofilist ahelat (troofiline – tähendab, looduse poolt hävitamiseks konditsioneeritud).

Esimene troofiline ahel ühendab endas järgmisi vabalt elavaid organisme:

taimtoidulised loomad;


kiskjad on lihasööjad;


kõigesööjad, sealhulgas inimesed.


Toiduahela põhiprintsiip: "Kes keda sööb?"


Teine troofiline ahel ühendab elusolendeid, kes metaboliseerivad kõike ja kõiki. Seda ülesannet täidavad reduktorid. Nad toovad surnud organismide komplekssed ained lihtsateks aineteks. Biosfääri omadus on see, et kõik biosfääri esindajad on surelikud. Lagundajate bioloogiline ülesanne on lagundada surnuid.


Teise klassifikatsiooni järgi eristatakse kahte peamist toiduahela tüüpi - karjamaa ja detriit.


Karjamaade troofilises ahelas (karjatamisketis) moodustavad aluse autotroofsed organismid, seejärel neid tarbivad taimtoidulised loomad (näiteks fütoplanktonist toituv zooplankton), seejärel 1. järgu kiskjad (tarbijad) (näiteks zooplanktonit tarbivad kalad) , 2. järgu kiskjad (näiteks haug, toitub teistest kaladest). Toiduahelad on eriti pikad ookeanis, kus paljud liigid (näiteks tuunikala) astuvad neljanda järgu tarbijate asemele.


Metsades enimlevinud detritaalsetes troofilistes ahelates (lagunemisahelates) ei tarbi enamus taimetoodangust otse taimtoiduliste loomade poolt, vaid sureb ära, lagundatakse siis saprotroofsete organismide poolt ja mineraliseerub. Seega saavad detriidi troofilised ahelad alguse detriidist, lähevad sellest toituvate mikroorganismide juurde ning seejärel detriittoitjate ja nende tarbijate – kiskjateni. Veeökosüsteemides (eriti eutroofsetes veekogudes ja ookeani sügavustes) tähendab see, et osa taimede ja loomade toodangust satub ka detritaalsetesse troofilistesse ahelatesse.


KOKKUVÕTE


Kõik meie planeeti asustavad elusorganismid ei eksisteeri iseseisvalt, nad sõltuvad keskkonnast ja kogevad selle mõjusid. See on paljude keskkonnategurite täpselt kooskõlastatud kompleks ja elusorganismide kohanemine nendega määrab erinevate organismivormide olemasolu ja nende elu kõige mitmekesisema kujunemise.


Biosfääri põhiülesanne on keemiliste elementide ringluse tagamine, mis väljendub ainete ringluses atmosfääri, pinnase, hüdrosfääri ja elusorganismide vahel.


Kõik elusolendid on teistele toiduobjektid, s.t. omavahel seotud energiasuhetega. Toitumisalased seosed kooslustes on need mehhanismid energia ülekandmiseks ühelt organismilt teisele. Igas kogukonnas troofilineühendused on põimunud kompleksiks net.


Mis tahes liigi organismid on potentsiaalseks toiduks paljudele teistele liikidele.


biotsenooside toiduvõrgud on väga keerulised ja tundub, et neisse sisenev energia võib pikka aega ühest organismist teise rännata. Tegelikult on roheliste taimede kogutud energia iga konkreetse osa tee lühike; seda saab edastada mitte rohkem kui 4-6 lüli kaudu, mis koosneb järjestikusest üksteisest toituvast organismist. Selliseid ridu, milles on võimalik jälgida energia algdoosi kulutamise viise, nimetatakse toiduahelateks. Iga toiduahela lüli asukohta nimetatakse troofiliseks tasemeks. Esimene troofiline tase on alati tootjad, orgaanilise massi loojad; taimetarbijad kuuluvad teisele troofilisele tasemele; lihasööjad, elavad taimtoiduliste vormide arvelt - kolmandale; need, kes söövad teisi lihasööjaid – neljandale jne. Seega eristuvad esimese, teise ja kolmanda järjekorra tarbijad, kes asuvad toiduahelas erinevatel tasanditel. Loomulikult mängib peamist rolli tarbijate toiduainete spetsialiseerumine. Laia toiduvalikuga liigid kuuluvad toiduahelatesse erinevatel troofilistel tasemetel.


BIBLIOGRAAFIA

1. Akimova T.A., Khaskin V.V. Ökoloogia. Õpetus. –M.: DONITI, 2005.
   

   Moisejev A.N. Ökoloogia kaasaegses maailmas // Energia. 2003. nr 4.
   

Tunni teema:"Kes mida sööb? Toiduahelad.

Tunni tüüp:uue materjali õppimine.

Õpik: “Maailm meie ümber, 3. klass, 1. osa” (autor A.A. Pleshakov)

Tunni eesmärgid ja eesmärgid

Sihtmärk:võtta kokku õpilaste teadmised loomamaailma mitmekesisusest, loomarühmadest toiduliikide kaupa, toiduahelatest, paljunemisest ja arenguetappidest, kohanemisvõimest kaitseks vaenlaste eest ja loomade kaitsest.

Ülesanded:

1. Aidake kaasa loomade elu puudutavate subjektiivsete ideede rikastamisele ja arendamisele.

2. Aidata kaasa laste komponeerimis-, "lugemis-", skeemide ja keskkonnasidemete modelleerimisoskuse kujunemisele.

3. Soodustada iseseisva ja rühmatöö oskuste ja vilumuste kujunemist.

4. Luua tingimused loogilise mõtlemise arendamiseks;

5. Kasvatage vastutustunnet kõige elava ees, mis meid ümbritseb, armastust looduse vastu.

Tunni varustus

Arvuti.

Lehed ülesannetega Kaardid mõistatustega.

Multimeedia projektor.

Õpik: Pleshakov A.A. Maailm meie ümber. - M., Valgustus, 2007.

juhatus

Tundide ajal.

1 .Aja korraldamine.

2. Tunni teema kajastamine ja probleemi püstitamine.

(Lisa slaid 1)

Poisid, vaadake hoolikalt liumäge. Mõelge, kuidas need eluslooduse esindajad on omavahel seotud. Kes määrab sellel slaidil meie tunni teema?

(Räägime sellest, kes kuidas sööb.)

Õigesti! Kui vaatate slaidi hoolikalt, näete, et kõik esemed on vastavalt toitumismeetodile ühendatud nooltega ketti. Ökoloogias nimetatakse selliseid ahelaid ökoloogilisteks ahelateks ehk toiduahelateks. Sellest ka meie tunni teema „Kes mida sööb? Toiduahelad”.

3. Teadmiste aktualiseerimine.

Erinevate toiduahelate jälgimiseks, proovimiseks neid ise koostada, peame meeles pidama, kes kuidas sööb. Alustame taimedest. Milline on nende toitumise olemus? Ütle tabeli põhjal.

(Lisa slaid 3)

(Süsinikdioksiidi saavad taimed õhust. Vee ja selles lahustunud soolad imavad nad juurtega mullast. Päikesevalguse mõjul muudavad taimed süsihappegaasi, vee ja soolad suhkruks ja tärkliseks. Nende eripära seisneb selles, et nad valmistavad ise süüa.)

Ja nüüd meenutagem, millistesse rühmadesse loomad toitumisviisi järgi jaotatakse ja kuidas nad üksteisest erinevad.

(Taimtoidulised loomad söövad taimset toitu. Putuktoidulised söövad putukaid. Röövloomad söövad teiste loomade liha, mistõttu neid nimetatakse ka lihasööjateks. Omnivoorid söövad taimset ja loomset toitu.)

(Lisa slaid 4)

4. Uute teadmiste avastamine .

Toiduahelad on kõigi elusolendite toitumisalased lülid. Looduses on palju toiduahelaid. Metsas on nad üksi, heinamaal ja veehoidlas täiesti erinevad, kolmandad põllul ja aias. Kutsun teid täitma keskkonnateadlaste rolli ja tegelema otsingutegevusega. Kõik rühmad lähevad erinevatesse kohtadesse. Siin on keskkonnateadlaste marsruudid.

(Lisa slaid 5)

Kus sa pead töötama, selle otsustab loosimine.

Kutsun igast rühmast ühe inimese ja nad tõmbavad välja kaardi koha nimega. Samad lapsed saavad nooltega lehed ja 4 kaarti taimede ja loomade kujutisega.

Nüüd kuulake ülesannet. Iga rühm peab kaarte kasutades koostama toiduahela. Kaardid kinnitatakse lehele kirjaklambritega nooltega. Leppige kohe kokku, kes teie ketti klassi esindab. Mõelge kõikidele vajalikele kaartidele.

Signaali peale hakkavad poisid rühmades töötama. Varakult lõpetanutele pakutakse mõistatusi.

(Lisa slaid 6)

Kõik valmis ketid riputatakse lauale.

Metsas kasvab mänd. Kooremardikas elab männi koore all ja toitub sellest. Kooremardikas on omakorda toiduks rähnidele. Meil oli lisapilt – kits. See on lemmikloom ja ei kuulu sellesse toiduahelasse.

Vaatame poisid üle.

(Lisa slaid 7)

Teised rühmad selgitavad oma ahelaid samal viisil.

2) Põld: rukis - hiir - madu (ekstra - kala).

(Lisa slaid 8)

3) Aed: kapsas - nälkjad - kärnkonn (lisa - karu).

(Lisa slaid 9)

4) Aed: õunapuu - õunapuu lehetäi - lepatriinu (ekstra - rebane).

(Lisa slaid 10)

5) Tiik: vetikad - karpkala - haug (ekstra - jänes).

(Lisa slaid 11)

Kõik vooluringid on plaadil. Vaatame, millistest linkidest need koosnevad. Mis on igal laual? Mis tuleb enne? Teisel? Kolmandal?

(Taim. Loom taimtoiduline. Loom lihasööja, putuktoiduline või kõigesööja.)

5. Teadmiste esmane kinnistamine.

1. Töö õpiku järgi lk 96-97.

Ja nüüd, poisid, tutvume õpetuse artikliga ja paneme end proovile. Lapsed avavad õpiku klahviga. 96-97 ja lugege vaikselt artiklit “Toiduahelad”.

- Millised toiduahelad on õpikus toodud?

Haab - jänes - hunt.

Tammed - metsahiired - öökullid.

Milline on toiduahela lülide järjekord?

I link - taimed;

II link - taimtoidulised loomad;

III link - ülejäänud loomad.

(Lisa slaid 12)

2) Metsas käitumisreeglite kordamine.

Siin me oleme metsas. Kuulake metsa hääli, vaadake selle elanike mitmekesisust. Kas sa tead, kuidas metsas käituda?

1. Ärge murdke puude ja põõsaste oksi.

2. Ära korja ja talla lilli ja ravimtaimi.

3. Ärge püüdke liblikaid, kiile ja muid putukaid.

4. Ära hävita konni, kärnkonni.

5. Ärge puudutage linnupesi.

6. Ära too loomi metsast koju.

Slaid 6 (lisa) avaneb öökulli, hiirte ja tammetõrude kujutistega. Õpilased loovad liikuvate piltide abil toiduahela.

Kes on selles toiduahelas suurem?

Suurim neist on öökull ja hiir on tammetõrust suurem.

Kui meil oleks maagiline kaal ja kaaluksime kõik öökullid, hiired ja tammetõrud, siis selgub, et tammetõrud on raskemad kui hiired ja hiired on raskemad kui öökullid. Miks sa arvad?

Sest metsas on palju tammetõrusid, palju hiiri ja vähe öökulli.

Ja see pole juhus. Lõppude lõpuks vajab üks öökull toitmiseks palju hiiri ja üks hiir vajab palju tammetõrusid. Selgub, et see on ökoloogiline püramiid.

Üldine järeldus :

Looduses on kõik omavahel seotud. Toiduvõrgud põimuvad ja moodustavad toiduvõrgu. Taimed ja loomad moodustavad ökoloogilisi püramiide. Alus on taimed ja ülaosas röövloomad.

6 .Sissejuhatus mõistesse “elektrivõrk”

Toiduahelad looduses ei ole nii lihtsad kui meie näites. Küülikuid võivad süüa ka teised loomad. Milline? (rebane, ilves, hunt)

Hiir võib saada saagiks rebasele, öökullile, ilvesele, metsseale, siilile.

Paljud taimtoidulised loomad on toiduks erinevatele kiskjatele.

Seetõttu on toiduahelad hargnenud, võivad üksteisega põimuda, moodustades keeruka toiduvõrgustiku.

7. Probleemne olukord .

Poisid, mis saab siis, kui kõik puud, mida jänes sööb, metsast kaovad? (Jänesel pole midagi süüa)

- Ja kui jäneseid pole? (Siis pole nii rebasele kui ka hundile süüa)

Mis saab ketist? (Ta kukub kokku)

Millise järelduse saab teha? (Kui hävitate vähemalt ühe ahela lüli, kukub kogu kett kokku.)

8. Tee mitu võimalikku toiduahelat

9. Tunni tulemus. Üldistus teemal.

Peegeldus.

"Räägi lause."

Loomad ja taimed on omavahel seotud ………………………

Toiduahela keskmes on …………………………………..

Ja nad lõpetavad ahela - ………………………………………… ..

Looduses on toiduahelad põimunud, moodustuvad

…………………………………………

isetehtudharjutus.

1. Valmista sõnum ühe Kase sõbra kohta;

2. Täida ülesanded nr 4 juhendist "Maailm ümber" (joonisel on aia krunt. Moodusta mitu võimalikku toiduahelat).

Energia ülekanne ökosüsteemis toimub läbi nn toiduahelad. Toiduahel omakorda on energia ülekandmine selle algallikast (tavaliselt autotroofidest) läbi mitmete organismide, osa süües teiste poolt. Toiduahelad jagunevad kahte tüüpi:

mänd => lehetäid => lepatriinud => ämblikud => putuktoidulised

linnud => röövlinnud.

Rohi => Taimtoidulised imetajad => Kirbud => Lipulised.

2) Detritaalne toiduahel. See pärineb surnud orgaanilisest ainest (nn. detritus), mida tarbivad kas väikesed, enamasti selgrootud loomad, või lagunevad bakterid või seened. Organisme, mis tarbivad surnud orgaanilist ainet, nimetatakse detritiivoorid, lagundab seda - hävitajad.

Ökosüsteemides eksisteerivad tavaliselt koos rohumaa ja killustikuga toiduvõrgud, kuid peaaegu alati domineerib üht tüüpi toiduvõrk teises. Mõnes spetsiifilises keskkonnas (näiteks maa all), kus valguse puudumise tõttu on roheliste taimede elutegevus võimatu, eksisteerivad ainult detriitsed toiduahelad.

Ökosüsteemides ei ole toiduahelad üksteisest isoleeritud, vaid on omavahel tihedalt läbi põimunud. Need moodustavad nn toiduvõrgud. Seda seetõttu, et igal tootjal ei ole mitte üks, vaid mitu tarbijat, kellel võib omakorda olla mitu toiduallikat. Seosed toiduvõrgus on selgelt illustreeritud alloleval diagrammil.

Toiduvõrgu diagramm.

Toiduahelates nn troofilised tasemed. Troofilised tasemed klassifitseerivad toiduahelas olevad organismid vastavalt nende tegevuse tüübile või energiaallikale. Taimed hõivavad esimese troofilise taseme (tootjate tase), taimtoidulised (esimese järgu tarbijad) kuuluvad teisele troofilisele tasemele, kiskjad, kes söövad taimtoidulisi, moodustavad kolmanda troofilise taseme, sekundaarsed kiskjad - neljanda jne. esimene tellimus.

Energiavoog ökosüsteemis

Teatavasti toimub energia ülekanne ökosüsteemis toiduahelate kaudu. Kuid mitte kogu eelmise troofilise taseme energia ei lähe järgmisele. Näitena võib tuua järgmise olukorra: neto esmane toodang ökosüsteemis (ehk tootjate poolt akumuleeritud energia hulk) on 200 kcal/m^2, sekundaarne tootlikkus (esimese järgu tarbijate poolt akumuleeritud energia) on 20 kcal/m^2 ehk 10% eelmisest troofilisest tasemest, järgmise taseme energia on 2 kcal / m ^ 2, mis võrdub 20% eelmise taseme energiast. Nagu sellest näitest näha, läheb iga kõrgemale tasemele üleminekuga kaotsi 80-90% toiduahela eelmise lüli energiast. Sellised kaod tulenevad asjaolust, et olulist osa energiast üleminekul ühest etapist teise ei neela järgmise troofilise taseme esindajad või see muundatakse soojuseks, mis pole elusorganismidele kättesaadav.

Universaalne energiavoo mudel.

Energia sisendit ja väljundit võib lugeda kasutades universaalne energiavoo mudel. See kehtib ökosüsteemi mis tahes eluskomponendi kohta: taim, loom, mikroorganism, populatsioon või troofiline rühm. Sellised graafilised mudelid omavahel seotuna võivad kajastada toiduahelaid (kui mitme troofilise taseme energiavoo diagrammid on järjestikku ühendatud, moodustub toiduahelas energiavoo diagramm) või bioenergeetikat üldiselt. Diagrammil on märgitud biomassile tarnitud energia I. Osa sissetulevast energiast aga ei muundu (joonisel näidatud kui N.U.). Näiteks juhtub see siis, kui osa taimi läbivast valgusest ei imendu nendesse või kui osa looma seedetrakti läbivast toidust ei imendu tema kehasse. õppinud (või assimileerunud) energia (tähis A) kasutatakse erinevatel eesmärkidel. See kulub hingamisele (diagrammil- R) st. säilitada biomassi elutähtsat aktiivsust ja toota orgaanilist ainet ( P). Tooted omakorda on erineval kujul. Seda väljendatakse biomassi kasvatamise energiakuludes ( G), mitmesugustes orgaaniliste ainete eraldudes keskkonda ( E), keha energiavarus ( S) (sellise reservi näide on rasva kogunemine). Salvestatud energia moodustab nn töösilmus, kuna seda osa toodangust kasutatakse tulevikus energia saamiseks (näiteks röövloom kasutab oma energiavarusid uue saagi otsimiseks). Ülejäänud toodang on biomass ( B).

Universaalset energiavoo mudelit saab tõlgendada kahel viisil. Esiteks võib see esindada liigi populatsiooni. Sel juhul kujutavad vaadeldavate liikide energiavoolu kanalid ja ühendused teiste liikidega toitumisahela diagrammi. Teine tõlgendus käsitleb energiavoo mudelit mingi energiataseme kujutisena. Seejärel esindavad biomassi ristkülik ja energiavoolu kanalid kõiki populatsioone, mida toetab sama energiaallikas.

Selleks, et visuaalselt näidata erinevusi energiavoo universaalse mudeli tõlgendamise lähenemisviisides, võime vaadelda näidet rebaste populatsiooniga. Osa rebaste toitumisest moodustab taimestik (puuviljad jne), teise osa aga rohusööjad. Et rõhutada sisepopulatsiooni energia aspekti (energiamudeli esimene tõlgendus), tuleks kogu rebaste populatsioon kujutada ühe ristkülikuna, kui soovitakse ainevahetust jaotada ( ainevahetus- ainevahetus, ainevahetuse kiirus) rebaste populatsiooni kaheks troofiliseks tasemeks, see tähendab, et taimse ja loomse toidu rollide suhte kuvamiseks ainevahetuses on vaja ehitada kaks või enam ristkülikut.

Teades universaalset energiavoo mudelit, on võimalik määrata energiavoo väärtuste suhe toiduahela erinevates punktides, protsentides väljendatuna nimetatakse neid suhteid nn. keskkonnatõhusus. Ökoloogilise tõhususe rühmi on mitu. Esimene energiasuhete rühm: B/R ja P/R. Hingamisele kulutatud energia osakaal on suur suurte organismide populatsioonides. Väliskeskkonna poolt stressi korral R suureneb. Väärtus P oluline väikeste organismide (näiteks vetikad) aktiivsetes populatsioonides, samuti süsteemides, mis saavad energiat väljastpoolt.

Järgmine suhete rühm: A/I ja P/A. Neist esimest nimetatakse assimilatsiooni efektiivsus(st saadud energia kasutamise efektiivsus), teine ​​- kudede kasvu efektiivsus. Assimilatsiooni efektiivsus võib varieeruda 10-50% või rohkem. See võib jõuda väikese väärtuseni (valguse energia assimilatsiooni ajal taimede poolt) või suurte väärtustega (loomade toiduenergia assimilatsiooni ajal). Tavaliselt sõltub loomade assimilatsiooni efektiivsus nende toidust. Taimtoidulistel loomadel ulatub see seemnete söömisel 80%, noorte lehtede söömisel 60%, vanemate lehtede söömisel 30-40%, puidu söömisel 10-20%. Röövloomadel on assimilatsiooni efektiivsus 60–90%, kuna loomset toitu on kehal palju lihtsam seedida kui taimset.

Ka kudede kasvu efektiivsus on väga erinev. Kõrgeimad väärtused saavutatakse neil juhtudel, kui organismid on väikesed ja nende elupaiga tingimused ei nõua organismide kasvuks optimaalse temperatuuri hoidmiseks suuri energiakulutusi.

Kolmas energiasuhete rühm: P/B. Kui käsitleme P-d kui toodangu kasvu kiirust, P/B on teatud ajahetkel toodangu ja biomassi suhe. Kui toodangut arvutatakse teatud aja jooksul, siis suhte väärtus P/B määratakse selle ajavahemiku keskmise biomassi põhjal. Sel juhul P/B on mõõtmeteta suurus ja näitab, mitu korda on toodang suurem või väiksem kui biomass.

Tuleb märkida, et ökosüsteemi asustavate organismide suurus mõjutab ökosüsteemi energiaomadusi. On kindlaks tehtud seos organismi suuruse ja selle spetsiifilise ainevahetuse (ainevahetus 1 g biomassi kohta) vahel. Mida väiksem on organism, seda suurem on tema spetsiifiline ainevahetus ja sellest tulenevalt ka biomass, mida on võimalik ökosüsteemi antud troofilisel tasemel säilitada. Sama energiahulga jaoks koguvad suuremad organismid rohkem biomassi kui väiksemad. Näiteks tarbitud energia võrdse väärtuse korral on bakterite kogutav biomass palju väiksem kui suurte organismide (näiteks imetajate) kogunev biomass. Tootlikkust vaadates avaneb teine ​​pilt. Kuna tootlikkus on biomassi kasvu kiirus, on see suurem väikestel loomadel, kellel on suurem paljunemis- ja biomassi uuenemismäär.

Toiduahelate energiakao ja ainevahetuse sõltuvuse tõttu isendite suurusest omandab iga bioloogiline kooslus teatud troofilise struktuuri, mis võib olla ökosüsteemi tunnuseks. Troofilist struktuuri iseloomustab kas seisev saak või energia hulk, mis on fikseeritud pindalaühiku kohta ajaühiku kohta iga järgneva troofilise tasemega. Troofilist struktuuri saab graafiliselt kujutada püramiidide kujul, mille aluseks on esimene troofiline tase (tootjate tase) ja järgnevad troofilised tasemed moodustavad püramiidi "põrandad". Ökoloogilisi püramiide ​​on kolme tüüpi.

1) küllusepüramiid (diagrammil tähistatud numbriga 1) See näitab üksikute organismide arvu igal troofilisel tasemel. Erinevate troofiliste tasemetega isendite arv sõltub kahest peamisest tegurist. Esimene neist on väikeste loomade spetsiifilise metabolismi kõrgem tase võrreldes suurte loomadega, mis võimaldab neil olla arvuliselt parem suurte liikide ees ja suurem paljunemismäär. Veel üks ülaltoodud teguritest on röövloomade saagi suuruse ülemine ja alumine piir. Kui saak on kiskjast palju suurem, ei saa ta sellest jagu. Väikese suurusega saak ei suuda rahuldada kiskja energiavajadust. Seetõttu on iga röövliigi jaoks optimaalne saagi suurus.Sellest reeglist on siiski erandeid (näiteks maod tapavad mürgi abil endast suuremaid loomi). Numbripüramiide ​​saab "suunatud" alla keerata, kui tootjad on palju suuremad kui esmased tarbijad (näiteks metsaökosüsteem, kus tootjateks on puud ja peamisteks tarbijateks putukad).

2) Biomassi püramiid (skeemil - 2). Seda saab kasutada biomassi suhte visuaalseks näitamiseks igal troofilisel tasemel. See võib olla otsene, kui tootjate suurus ja eluiga ulatuvad suhteliselt suurte väärtusteni (maismaa- ja madalaveelised ökosüsteemid), ja vastupidine, kui tootjad on väikese suurusega ja lühikese elutsükliga (ava- ja süvaveekogud). ).

3) Energiapüramiid (skeemil - 3). Peegeldab energiavoo hulka ja tootlikkust igal troofilisel tasemel. Erinevalt külluse ja biomassi püramiididest ei saa energiapüramiidi ümber pöörata, kuna toiduenergia üleminek kõrgemale troofilisele tasemele toimub suurte energiakadudega. Järelikult ei saa iga eelmise troofilise taseme koguenergia olla suurem kui järgmise taseme energia. Ülaltoodud arutluskäik põhineb termodünaamika teise seaduse kasutamisel, nii et ökosüsteemi energiapüramiid on selle selge näide.

Kõigist ülalmainitud ökosüsteemi troofilistest omadustest annab bioloogiliste koosluste korraldusest kõige täielikuma pildi ainult energiapüramiid. Rahvastikupüramiidis on väikeste organismide roll tugevasti liialdatud, biomassi püramiidis aga suurte tähtsust ülehinnatud. Sel juhul ei sobi need kriteeriumid populatsioonide funktsionaalse rolli võrdlemiseks, mis erinevad suuresti metaboolse intensiivsuse ja indiviidide suuruse suhte väärtusest. Sel põhjusel on energiavoog kõige sobivam kriteerium ökosüsteemi üksikute komponentide omavaheliseks võrdlemiseks, aga ka kahe ökosüsteemi omavaheliseks võrdlemiseks.

Ökosüsteemis toimuva energia muundamise põhiseaduste tundmine aitab paremini mõista ökosüsteemi toimimise protsesse. See on eriti oluline tänu sellele, et inimese sekkumine selle loomulikku "töösse" võib viia ökoloogilise süsteemi surmani. Sellega seoses peab ta suutma oma tegevuse tulemusi ette ennustada ja ökosüsteemi energiavoogude idee võib anda nende ennustuste suurema täpsuse.

Enamik elusorganisme sööb mahetoitu, see on nende elu eripära meie planeedil. Selle toidu hulka kuuluvad taimed ja teiste loomade liha, nende tegevusproduktid ja surnud aine, mis on lagunemiseks valmis. Erinevate taime- ja loomaliikide toitumisprotsess toimub erineval viisil, kuid nn Nad moodustuvad alati, nad muundavad ainet ja energiat ning toitained saavad seega liikuda ühelt olendilt teisele, viies läbi ainete ringlust. looduses.

metsas

Erinevat tüüpi metsad katavad üsna suure maapinna. See on kopsud ja vahend meie planeedi puhastamiseks. Pole asjata, et paljud edumeelsed kaasaegsed teadlased ja aktivistid on tänapäeval massilise metsaraadamise vastu. Metsa toiduahel võib olla üsna mitmekesine, kuid reeglina ei sisalda see rohkem kui 3-5 lüli. Probleemi olemuse mõistmiseks pöördume selle ahela võimalike komponentide poole.

Tootjad ja tarbijad

1. Esimesed on autotroofsed organismid, mis toituvad anorgaanilisest toidust. Nad võtavad energiat ja ainet, et luua oma keha, kasutades keskkonnast pärit gaase ja sooli. Näiteks on rohelised taimed, mis saavad toitu päikesevalgusest fotosünteesi teel. Või mitut tüüpi mikroorganisme, mis elavad kõikjal: õhus, pinnases, vees. Tootjad moodustavad enamjaolt esimese lüli peaaegu igas metsa toiduahelas (näited on toodud allpool).
2. Teised on heterotroofsed organismid, mis toituvad orgaanilisest ainest. Nende hulgas on esimese järgu neid, mis toituvad otseselt taimede ja bakterite, tootjate arvelt. Teine järjekord - need, kes söövad loomset toitu (kiskjad või lihasööjad).

Taimed

Reeglina algab toiduahel metsas neist. Nad on selle tsükli esimene lüli. Puud ja põõsad, kõrrelised ja samblad saavad toitu anorgaanilistest ainetest, kasutades päikesevalgust, gaase ja mineraale. Toiduahel metsas võib alata näiteks kasest, mille koort sööb ära jänes, kelle omakorda tapab ja sööb ära hunt.

taimtoidulised loomad

Erinevates metsades leidub rohkesti loomi, kes toituvad taimsest toidust. Muidugi erineb see näiteks oma sisult väga palju keskvööndi maadest. Nad elavad džunglis erinevat tüüpi loomad, kellest paljud on taimtoidulised, mis tähendab, et nad moodustavad toiduahela teise lüli, söövad taimset toitu. Alates elevantidest ja ninasarvikutest kuni vaevu nähtavate putukateni, kahepaiksetest ja lindudest kuni imetajateni. Nii on näiteks Brasiilias rohkem kui 700 liblikaliiki, peaaegu kõik neist on taimtoidulised.

Viletsam on muidugi Kesk-Venemaa metsavööndi fauna. Sellest tulenevalt on tarneahela jaoks palju vähem võimalusi. Oravad ja jänesed, muud närilised, hirved ja põdrad, jänesed - see on selliste kettide aluseks.

Kiskjad või lihasööjad

Neid kutsutakse nii, sest nad söövad liha, süües teiste loomade liha. Neil on toiduahelas domineeriv positsioon, olles sageli viimane lüli. Meie metsades on need rebased ja hundid, öökullid ja kotkad, mõnikord ka karud (aga üldiselt kuuluvad nad nende hulka, kellele nad saavad süüa nii taimset kui ka loomset toitu). Toiduahelas võib osaleda nii üks kui ka mitu kiskjat, kes söövad üksteist. Viimane lüli on reeglina suurim ja võimsaim lihasööja. Keskmise sõiduraja metsas saab seda rolli mängida näiteks hunt. Selliseid kiskjaid ei ole liiga palju ning nende arvukust piirab toidubaas ja energiavarud. Kuna energia jäävuse seaduse kohaselt võib toitainete üleminekul ühelt lülilt teisele kaduda kuni 90% ressursist. Ilmselt seetõttu ei saa enamiku toiduahelate lülide arv ületada viit.

Koristajad

Nad toituvad teiste organismide jäänustest. Kummalisel kombel leidub neid ka metsalooduses päris palju: mikroorganismidest ja putukatest lindude ja imetajateni. Paljud mardikad kasutavad toiduna näiteks teiste putukate ja isegi selgroogsete laipu. Ja bakterid on võimelised lagundama imetajate surnukehasid üsna lühikese ajaga. Püüdvatel organismidel on looduses tohutu roll. Nad hävitavad ainet, muutes selle anorgaanilisteks aineteks, vabastavad energiat, kasutades seda oma elutegevuseks. Kui poleks koristajaid, oleks ilmselt kogu maakera kaetud loomade ja taimede surnukehadega, mis on kogu aeg surnud.

metsas

Metsa toiduahela loomiseks peate teadma seal elavaid elanikke. Ja ka sellest, mida need loomad süüa saavad.

1. Kasekoor - putukate vastsed - väikesed linnud - röövlinnud.
2. Langenud lehed - bakterid.
3. Liblika röövik - hiir - madu - siil - rebane.
4. Tammetõru - hiir - rebane.
5. Teravili - hiir - öökull.

On ka ehtsamaid: langenud lehed - bakterid - vihmaussid - hiired - mutt - siil - rebane - hunt. Kuid reeglina ei ületa linkide arv viis. Kuusemetsa toiduahel on lehtmetsa omast veidi erinev.

1. Teraviljaseemned - varblane - metskass.
2. Lilled (nektar) - liblikas - konn - juba.
3. Kuusekäbi - rähn - kotkas.

Toiduahelad võivad mõnikord üksteisega põimuda, moodustades keerukamaid mitmetasandilisi struktuure, mis ühinevad üheks metsaökosüsteemiks. Näiteks rebane ei põlga ära süüa nii putukaid kui ka nende vastseid ja imetajaid, mistõttu ristuvad mitmed toiduahelad.