Трофические цепи и энергия в экосистемах

Важная функция биосферы — устойчивое поддержание жизни — основывается на непрерывном круговороте веществ, связанном с направленными потоками энергии.

Обмен веществами и энергией между живым организмом и средой происходит непрерывно. Необходимая для поддержания всех жизненно важных функций, энергия выделяется в организме за счет окисления сложных органических соединений — белков, жиров и углеводов. Накопление энергии происходит в молекулах аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая является универсальным источником энергии в организме. Часть энергии выделяется в виде теплоты, часть идет на совершение работы.

Совокупность всех химических превращений в живом организме, обеспечивающих его жизнедеятельность, называется обменом веществ или метаболизмом.

Процессы метаболизма разделяются на две группы:

  • анаболизм (ассимиляция) — процессы биосинтеза органических веществ, обеспечивающие рост, развитие организма, обновление его структур и накопление энергии;
  • катаболизм (диссимиляция) — процессы расщепления сложных молекул до простых веществ.

Взаимоотношения между организмами в экосистеме в процессе жизнедеятельности строятся на основе цепей питания: в функционирующей природной экосистеме не существует отходов, все организмы, живые или мертвые, потенциально являются пищей для других организмов. Последовательность организмов, в которой каждый из них съедает или разлагает другой, называется трофической цепью.

В природе в подавляющем большинстве случаев организмы образуют сложную пищевую цепь. Все организмы, пользующиеся одним типом пищи, принадлежат к одному трофическому уровню.

Исходным источником энергии всякой трофической цепи любого биогеоценоза является энергия Солнца. Первое звено — это зеленые растения (продуценты), превращающие в процессе фотосинтеза световую энергию в энергию химических связей органических соединений. Второе звено  трофической цепи составляют травоядные животные (первичные потребители, консументы), поедающие растения. Третье и последующие звенья — это плотоядные потребители, консументы.

На построение своего тела животные всех уровней тратят только около 10 % потребляемой энергии, остальные 90 % расходуются на процессы жизнедеятельности — обмен веществ, рост, дыхание, размножение, выделение. В среднем из одной тонны растений образуется 100 кг тела травоядных или 10 кг плотоядных животных 1-го порядка, а вторичные хищники могут по- строить из этого исходного количества растительной биомассы около 1 кг своего тела.

Так как на каждой ступени тратится около 90 % энергии, в результате прогрессивного уменьшения массы каждого последующего звена цепи питания трофические цепи не могут быть длинными. Эта закономерность называется правилом экологической пирамиды.

Почти все виды животных используют несколько источников пищи, поэтому если один член экосистемы выпадает, вся система не нарушается.

Узнай цену консультации

"Да забей ты на эти дипломы и экзамены!” (дворник Кузьмич)