О чем говорит длина цепи питания

55. Цепи питания. Поток энергии

Вопрос 1. О чем говорит длина цепи пита­ния?

Цепь питания обычно не может состоять более чем из 4-6 звеньев, включая орга­низмы, потребляющие трупы животных, что объясняется потерей энергии на каж­дом ее уровне (в каждом звене). Длина цепи питания говорит об эффективности исполь­зования энергии в ее звеньях (чем полнее используется энергия, тем длиннее цепь).

Вопрос 2. Почему численность (число видов) консументов в цепи питания сокращается?

В цепи питания каждое последующее звено теряет часть органического вещест­ва, получаемого с пищей, и часть извле­ченной из нее энергии. Усваивается толь­ко 10% от общей массы съеденного корма. Поэтому переход с одного звена на другое сопровождается резким сокращением чис­ленности консументов в цепи питания. Если число хищников будет больше, чем число их жертв, то они уничтожат всю свою кормовую базу и сами начнут гиб­нуть от голода.

Вопрос 3. Каким образом природопользователи определяют продуктивность естественного биоценоза?

Продуктивность естественного биоце­ноза природопользователи оценивают по количественным показателям, используя пирамиды биомассы (пищевые пирамиды, пирамиды энергии).

Вопрос 4. Каково ваше мнение о продуктив­ности естественного и искусственного биоценозов на одной и той же территории? Ответ обоснуйте.

Пирамиды биомассы, или пищевые, и энергии позволяют оценить продуктив­ность биоценоза и возможность использо­вания части биомассы для нужд человека. Сравнивая естественные и искусственные биоценозы по продуктивности, можно ска­зать, что первичная продуктивность искус­ственного биоценоза (агроценоза) выше, чем естественного. Что касается следую­щих ступеней пирамиды, то агроценозы, как правило, не имеют животных консументов II порядка и выше, так как их мес­то занимает человек. Учитывая, что на борьбу с естественными консументами (для человека — вредителями сельского хозяй­ства) необходимо затрачивать определен­ные ресурсы, в том числе и энергетиче­ские, встает вопрос об эффективности хо­зяйствования.

Источник

Цепи питания. Поток энергии

О чем говорит длина цепи питания?

Цепь питания обычно не может состоять более чем из 4—6 звеньев, включая организмы, потребляющие трупы животных, что объясняется потерей энергии на каждом ее уровне (в каждом звене). Длина цепи питания говорит об эффективности использования энергии в ее звеньях (чем полнее используется энергия, тем длиннее цепь).

Почему численность (число видов) консументов в цепи питания сокращается?

В цепи питания каждое последующее звено теряет часть органического вещества, получаемого с пищей, и часть извлеченной из нее энергии. Усваивается только 10% от общей массы съеденного корма. Поэтому переход с одного звена на другое сопровождается резким сокращением численности консументов в цепи питания. Если число хищников будет больше, чем число их жертв, то они уничтожат всю свою кормовую базу и сами начнут гибнуть от голода.

Каким образом природопользова- тели определяют продуктивность естественного биоценоза?

Продуктивность естественного биоценоза природопользователи оценивают по количественным показателям, используя пирамиды биомассы (пищевые пирамиды, пирамиды энергии).

Каково ваше мнение о продуктивности естественного и искусственного биоценозов на одной и той же территории? Ответ обоснуйте.

Пирамиды биомассы, или пищевые, и энергии позволяют оценить продуктивность биоценоза и возможность использования части биомассы для нужд человека. Сравнивая естественные и искусственные биоценозы по продуктивности, можно сказать, что первичная продуктивность искусственного биоценоза (агроценоза) выше, чем естественного. Что касается следующих ступеней пирамиды, то агроценозы, как правило, не имеют животных консу- ментов II порядка и выше, так как их место занимает человек. Учитывая, что на борьбу с естественными консументами (для человека — вредителями сельского хозяйства) необходимо затрачивать определенные ресурсы, в том числе и энергетические, встает вопрос об эффективности хозяйствования.

Источник

Цепи питания в биологии

Содержание:

Определение

Все живые существа нашей планеты связаны между собой одной из самых прочных связей – пищевой. То есть кто-то для кого-то является пищей или говоря научным языком – кормовой базой. Травоядные едят растения, самих травоядных едят хищники, которых также в свою очередь могут поедать другие, более крупные и сильные хищники. Эти своеобразные пищевые связи в биологии принято называть цепями питания. Понимание того, как работает экосистема цепи питания, дает ученым биологам представление о различных нюансах эволюции живых организмов, помогает объяснить поведение некоторых животных, понять, откуда растут ноги у тех или иных повадок наших четвероногих друзей.

В целом различают два основных вида цепей питания: цепь выедания (она же пастбищная цепь питания) и детритная цепь питания, которую еще называют цепью разложения.

Пастбищная цепь

Пастбищная цепь питания в целом проста и понятна, ее суть кратко описана в начале статьи: растения служат пищей для травоядных животных и в научной терминологии зовутся продуцентами. Травоядные, поедающие растения называются консументами (из латинского это слово переводится как «потребители») первого порядка. Мелкие хищники являются консументами второго порядка, а более крупные уже третьего. В природе встречаются и более длинные цепи питания, насчитывающие пять и больше звеньев, такие встречаются в основном в океанах, где более крупные (и прожорливые) рыбы поедают более мелких, те в свою очередь едят еще более мелких и так вплоть до водорослей. Замыкает звенья цепи питания особенное счастливое звено, которое уже никому не служит пищей. Обычно это человек, разумеется, при условии, что он осторожен и не пытается плавать с акулами или гулять со львами )). А если серьезно, то такое замыкающее звено питание в биологии называется редуцентом.

Детритная цепь

А вот тут все происходит немножечко наоборот, а именно поток энергии цепи питания идет в противоположную сторону: крупные животные, будь-то хищники или травоядные умирают и разлагаются, их останками питаются более мелкие животные, различные падальщики (например, гиены), которые в свою очередь также умирают и разлагаются, и их бренные останки аналогично служат пищей, или, для еще более мелких любителей мертвячины (например, некоторых видов муравьев), или же для разных специальных микроорганизмов. Микроорганизмы, перерабатывая останки, выделяют специальную субстанцию, называемую детритом, отсюда и название этой цепи питания.

Более наглядная схема цепи питания представлена на картинке.

О чем говорит длина цепи

Исследование длины цепи питание дает ученых ответы на многие вопросы, например, о том, насколько благоприятна среда обитания животных. Чем благоприятнее среда обитания, тем длиннее будет природная цепь питания в силу обилия различных животных, служащих пищей друг другу. Но самая длинная цепь питания у рыб, и других обитателей океанических глубин.

Что лежит в основе цепи

В основе любой цепи питания лежат пищевые связи и энергия, которая передается с поеданием одного представителя фауны (или флоры) другим. Благодаря полученной энергии потребители могут продолжать свою жизнедеятельность, но в свою очередь также становятся зависимыми от своей пищи (кормовой базы). Например, когда происходит знаменитая миграция леммингов, служащих пищей для различных арктических хищников: лис, песцов, сов, происходит сокращение популяции не только самих леммингов (массово погибающих во время этих самых миграций) но и хищников, питающихся леммингами, а часть из них даже мигрирует вместе с ними.

Видео

И в дополнение предлагаем вам образовательное видео о значении цепей питания в биологии.

Источник

Пищевая цепь — определение, типы, значение, трофические уровни и схемы

Каждый организм должен получать энергию для жизни. Например, растения потребляют энергию солнца, животные питаются растениями, а некоторые животные питаются другими животными.

Что такое пищевая цепь?

Пищевая (трофическая) цепь – это последовательность того, кто кого ест в биологическом сообществе (экосистеме) для получения питательных веществ и энергии, поддерживающих жизнедеятельность. При рассмотрении круговорота веществ в экосистеме необходимо учитывать три основные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты. Ниже вы сможете более подробно ознакомится с каждой из этих трех групп.

Автотрофы (продуценты)

Автотрофы – живые организмы, которые производят свою пищу, то есть собственные органические соединения, из простых молекул, таких как углекислый газ. Существует два основных типа автотрофов:

Автотрофы являются основой каждой экосистемы на планете. Они составляют большинство пищевых цепей и сетей, а энергия, получаемая в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, поддерживает все остальные организмы экологических систем. Когда речь идет об их роли в пищевых цепях, автотрофы можно назвать продуцентами или производителями.

Гетеротрофы (консументы)

Гетеротрофы, также известные как потребители, не могут использовать солнечную или химическую энергию, для производства собственной пищи из углекислого газа. Вместо этого, гетеротрофы получают энергию, потребляя другие организмы или их побочные продукты.

Деструкторы (редуценты)

Следует упомянуть еще одну группу потребителей, хотя она не всегда фигурирует в схемах пищевых цепей. Эта группа состоит из редуцентов, организмов, которые перерабатываю мертвые органические вещества и отходы, превращаяя их в неорганические соединения.

Редуценты, как часть пищевой цепи, играют важную роль в поддержании здоровой экосистемы, поскольку благодаря им, в почву возвращаются питательные вещества и влага, которые в дальнейшем используется продуцентами.

Уровни пищевой (трофической) цепи

Пищевая цепь представляет собой линейную последовательность организмов, которые передают питательные вещества и энергию начиная с продуцентов и к высшим хищникам.

Трофический уровень организма – это положение, которое он занимает в пищевой цепи.

Первый трофический уровень

Пищевая цепь начинается с автотрофного организма или продуцента, производящего собственную пищу из первичного источника энергии, как правило, солнечной или энергии гидротермальных источников срединно-океанических хребтов. Например, фотосинтезирующие растения, хемосинтезирующие бактерии и археи.

Второй трофический уровень

Далее следуют организмы, которые питаются автотрофами. Эти организмы называются растительноядными животными или первичными потребителями и потребляют зеленые растения. Примеры включают насекомых, зайцев, овец, гусениц и даже коров.

Третий трофический уровень

Следующим звеном в пищевой цепи являются животные, которые едят травоядных животных – их называют вторичными потребителями или плотоядными (хищными) животными (например, змея, которая питается зайцами или грызунами).

Четвертый трофический уровень

В свою очередь, этих животных едят более крупные хищники – третичные потребители (к примеру, сова ест змей).

Пятый трофический уровень

Третичных потребителей едят четвертичные потребители (например, ястреб ест сов).

Когда какой-либо организм умирает, его в конце концов съедают детритофаги (такие, как гиены, стервятники, черви, крабы и т.д.), а остальная часть разлагается с помощью редуцентов (в основном, бактерий и грибов), и обмен энергией продолжается.

Стрелки в пищевой цепи показывают поток энергии, от солнца или гидротермальных источников до высших хищников. По мере того, как энергия перетекает из организма в организм, она теряется на каждом звене цепи. Совокупность многих пищевых цепей называется пищевой сетью.

Положение некоторых организмов в пищевой цепи может варьироваться, поскольку их рацион отличается. Например, когда медведь ест ягоды, он выступает как растительноядное животное. Когда он съедает грызуна, питающегося растениями, то становиться первичным хищником. Когда медведь ест лосося, то выступает суперхищником (это связано с тем, что лосось является первичным хищником, поскольку он питается селедкой, а она ест зоопланктон, который питается фитопланктоном, вырабатывающим собственную энергию благодаря солнечному свету). Подумайте о том, как меняется место людей в пищевой цепи, даже часто в течение одного приема пищи.

Типы пищевых цепей

В природе, как правило, выделяют два типа пищевых цепей:

Пастбищная пищевая цепь

Этот тип пищевой цепи начинается с живых зеленых растений, предназначенных для питания растительноядных животных, которыми питаются хищники. Экосистемы с таким типом цепи напрямую зависят от солнечной энергии.

Таким образом, пастбищный тип пищевой цепи зависит от автотрофного захвата энергии и перемещения ее по звеньям цепи. Большинство экосистем в природе следуют этому типу пищевой цепи.

Примеры пастбищной пищевой цепи:

Трава → Кузнечик → Птица → Ястреб;

Растения → Заяц → Лиса → Лев.

Детритная пищевая цепь

Этот тип пищевой цепи начинается с разлагающегося органического материала – детрита – который употребляют детритофаги. Затем, детритофагами питаются хищники. Таким образом, подобные пищевые цепи меньше зависят от прямой солнечной энергии, чем пастбищные. Главное для них – приток органических веществ, производимых в другой системе.

К примеру, такой тип пищевой цепи встречается в разлагающейся подстилке умеренного леса.

Энергия в пищевой цепи

Энергия переносится между трофическими уровнями, когда один организм питается другим и получает от него питательные вещества. Однако это движение энергии неэффективное, и эта неэффективность ограничивает протяженность пищевых цепей.

Когда энергия входит в трофический уровень, часть ее сохраняется как биомасса, как часть тела организмов. Эта энергия доступна для следующего трофического уровня. Как правило, только около 10% энергии, которая хранится в виде биомассы на одном трофическом уровне, сохраняется в виде биомассы на следующем уровне.

Этот принцип частичного переноса энергии ограничивает длину пищевых цепей, которые, как правило, имеют 3-6 уровней.

На каждом уровне, энергия теряется в виде тепла, а также в форме отходов и отмершей материи, которые используют редуценты.

Почему так много энергии выходит из пищевой сети между одним трофическим уровнем и другим? Вот несколько основных причин неэффективной передачи энергии:

Итак, ни одна из энергий на самом деле не исчезает – все это в конечном итоге приводит к выделению тепла.

Значение пищевой цепи

В любой пищевой цепи, энергия теряется каждый раз, когда один организм потребляется другим. В связи с этим, должно быть намного больше растений, чем растительноядных животных. Автотрофов существует больше, чем гетеротрофов, и поэтому большинство из них являются растительноядными, нежели хищниками. Хотя между животными существует острая конкуренция, все они взаимосвязаны. Когда один вид вымирает, это может воздействовать на множество других видов и иметь непредсказуемые последствия.

Источник

ДМСПЭ Цепи питания

Урок по теме «Цепи питания»

Автор: Давыдова Ирина Владимировна, учитель биологии МОУ средней школы №41 г.о.Тольятти

Жизнь каждого отдельно взятого организма невозможна вне сообщества с особями, ему подобными, и другими видами живых организмов, являющимися для него пищевой базой и вступающими с ним в иные формы взаимоотношений. Этот урок объясняет особенности возникновения цепей питания и направление потока энергии в биоценозах. Кроме научных выкладок, учащиеся знакомятся с шуточной сказкой «Серенький козлик», которая позволяет им легко усвоить материал данной темы.

Участники: 11 класс.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Методы: частично – поисковый, объяснительно- иллюстрационный.

Формы организации: индивидуальные, фронтальные, работа в парах, театрализованная постановка.

Основные понятия и термины урока: экосистема, биоценоз, продуценты, консументы первого порядка, консументы второго порядка, редуценты, цепи и сети питания, круговорот веществ и энергии, потери энергии в цепях питания, экологическая пирамида, пирамида биомассы, пирамида чисел.

Оборудование и материалы: таблицы и схемы по теме, карточки с заданиями, материал КМ-школы, театральный реквизит, учебное пособие: 1С:Школа. Экология 10-11 классы, учебное пособие на электронном носителе «Экология. Общий курс».

Продолжительность: 2 академических часа.

2. Проверка домашнего задания.

Ответьте, пожалуйста, на вопросы:

3. Сообщение темы и задач урока.

Сегодня нам предстоит узнать, что означает понятие «цепь питания», определить звенья этой цепи, определить направление потоков энергии в ней. Мы выясним, как пирамиды биомассы и энергии позволяют оценить продуктивность биоценоза и возможность использования части биомассы для нужд человека.

4.Изучение нового материала.

Перенос энергии от ее источника (растений) через ряд организмов называют пищевой цепью. Все живые организмы связаны между собой энергетическими отношениями, поскольку являются объектами питания других организмов. Травоядные животные (консументы первого порядка) поедают растения (продуценты), первичные хищники (консументы второго порядка) поедают травоядных, вторичные хищники (консументы третьего порядка) поедают хищников помельче. Таким образом, создаются пищевые цепи из продуцентов и консументов, которые на разных этапах смыкаются с сообществом редуцентов. Кроме того, цепи питания могут перекрещиваться, образуя сети питания. Почти все виды животных, за исключением очень специализированных в пищевом отношении, используют не один какой-нибудь источник пищи, а несколько.

Передача энергии с одного трофического уровня на другой происходит с потерей большей части энергии в виде тепла, запас энергии, накопленный зелеными растениями, стремительно иссякает и вся энергия рассеивается в форме тепла. Поэтому пищевая цепь обычно включает всего 4-5 звеньев. Так осуществляется однонаправленный поток энергии. Пищевые цепи разделяются на два типа. Один тип пищевой цепи начинается с растений и идет к растительноядным животным и далее к хищникам. Это так называемая цепь выедания (пастбищная). Другой тип начинается от растительных и животных остатков, экскрементов животных и идет к мелким животным и микроорганизмам, которые ими пита-ются. Это цепь разложения (детритная). На суше пищевые цепи первого типа состоят обычно из 3-5 звеньев, например:

Через пищевые цепи биогеоценозов суши подавляющее количество прироста растительной биомассы поступает через опад в цепи разложения. В морях распространены такие типы цепей:

В водных сообществах большая часть биомассы, накопленной одноклеточными водорослями, проходит через цепь выедания и значительно меньшая включается в цепь разложения.

Вам необходимо составить пищевую цепь и определить консумента второго порядка, используя всех названных представителей: ястреб, цветки яблони, большая синица, жук яблонный цветоед

Экологическая пирамида биомассы

Если для простоты взять на прирост биомассы 10% от съеденной пищи, то дельфин массой 50 кг съел 500 кг рыбы, которой понадобилось 5000 кг зоопланктона, а в основании этой экологической пирамиды будут находиться съеденные зоопланктоном 50000 кг фитопланктона.

ПИЩА = ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН + ПРИРОСТ БИОМАССЫ+ ЭКСКРЕМЕНТЫ

Почему может резко сократиться численность промысловых растительноядных рыб при уничтожении в водоеме хищных рыб?

1) уничтожение хищников приводит к резкому возрастанию численности раститель-ноядных рыб и усилению конкуренции между ними;

2) большая численность растительноядных рыб способствует уменьшению кормовой базы, распространению среди них различных заболеваний, это приведет к массовой гибели рыб

5. Просмотр сказки «Серенький козлик»

Мы изучили материал нашего урока, сейчас вашему вниманию предоставляются шуточная сказка «Серенький козлик», которая расскажет вам о сложности взаимоотношений обитателей лесного биоценоза и о последствиях бездумного внедрения человека в эти отношения.

Закрепление изученного материала.

Ответьте на вопросы

О чем говорит длина цепи питания?

Почему численность (число видов) консументов в цепи питания сокращается?

Каким образом природопользователи определяют продуктивность естественного биоценоза?

Каково ваше мнение о продуктивности естественного и искусственного биоценозов на одной и той же территории? Ответ обоснуйте

Работа в парах. Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы?

6. Рефлексия Учитель подводит результаты урока, анализирует работу учащихся, выставляет оценки, проводит опрос мнения учащихся об уроке

7. Домашнее задание.

Источник