Підручник з Біології. 9 клас. Задорожний - Нова програма

48. Харчові зв’язки, потоки енергії та колообіг речовин в екосистемах

Ви вже знайомі з особливостями життєдіяльності багатьох груп живих організмів. Пригадайте, чим і як живляться різні організми. Як відрізняються способи живлення автотрофних і гетеротрофних організмів?

Екологічні групи живих організмів

Усі живі організми повинні живитися, тому що для побудови свого організму їм постійно потрібні органічні речовини й енергія, яку вони отримують з цих речовин. Автотрофні організми синтезують ці речовини самостійно, а гетеротрофні отримують різними способами. 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 (мал. 48.1). Продуценти — це автотрофні організми, які продукують органічні речовини. До них належать, наприклад, дерева, водорості та інші рослини.

Консументи є гетеротрофними організмами екосистем, які отримують органічні речовини, живлячись іншими живими організмами. Вони можуть живитися як продуцентами (наприклад, травоїдні тварини), так і іншими консументами (як хижаки, які поїдають травоїдних).

Продуцент (ялина)

Консумент (кабан)

Редуцент (гриб пеніцил)

Мал. 48.1. Представники екологічних груп організмів

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

Харчові зв'язки в екосистемах

Доїдаючи 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. 48.2).

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.

Мал. 48.2. Харчовий ланцюг

У кінці ланцюга живлення енергія, яка ще зберігається в мертвій органіці, остаточно розсіюється у вигляді тепла, коли її руйнують редуценти.

Потоки енергії в екосистемі

Енергія в екосистемах може надходити з двох джерел. Перше — від живих організмів — продуцентів. Друге — від мертвої органіки. Відповідно, існують ланцюги живлення двох типів — пасовищний (ланцюг виїдання) і детритний (ланцюг розкладання) (від латин. детритус — подрібнений). Останній розпочинається від подрібнених решток мертвих організмів.

У будь-якому біогеоценозі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а перетинаються між собою. Це відбувається тому, що організми певного виду можуть бути ланками різних ланцюгів живлення. Наприклад, пуголовки жаб живляться водоростями і є консументами І порядку, а дорослі особини цього виду їдять комах і є консументами II порядку. Переплітаючись, різні ланцюги живлення формують трофічну сітку екосистеми.

Правило екологічної піраміди

Різні біогеоценози відрізняються за своєю продуктивністю. Ви вже знаєте, що є різні ланцюги живлення, але всім їм 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).

Мал. 48.3. Екологічна піраміда

Графічно це правило можна зобразити у вигляді піраміди (мал. 48.3), складеної з окремих блоків. Кожний блок такої піраміди відповідає продуктивності організмів на кожному з трофічних рівнів. Отже, екологічна піраміда є графічним відображенням трофічної структури ланцюга живлення.

Колообіг речовин

Біологічний колообіг — це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які відбуваються у біосфері. Причина колообігу — обмеженість елементів, з яких будується тіло організмів.

У біосфері відбувається 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 включаються в колообіг речовин біосфери, поглинаючись живими організмами.

Для функціонування екосистем найважливішими є колообіги речовин, які є основними компонентами живих організмів, — Карбону, Нітрогену, Оксигену, Сульфуру, Фосфору.

Відповідно до способу отримання органічних речовин живі організми в екосистемах поділяють на екологічні групи: продуценти, консументи і редуценти. Харчовий ланцюг — це взаємини між організмами під час перенесення енергії їжі від її джерела (автотрофного організму) через низку організмів. Екологічна піраміда е 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 має колообіг речовин для нормального функціонування екосистем?