Первый трофический уровень: что это такое, что включает, особенности
Они таинственны и загадочны. Они создают основу всей жизни на Земле. Речь идет о первом трофическом уровне - продуцентах. Давайте развеем мифы и раскроем их истинную сущность в этой статье.
Определение первого трофического уровня
В экологии принято делить все живые организмы по трофическим уровням - в зависимости от того, из каких источников они получают пищу и энергию.
Трофический уровень — совокупность организмов, занимающих одинаковое положение в пищевой цепи относительно ее начала.
Первый трофический уровень занимают так называемые продуценты (от лат. producens - производящий). К ним относятся организмы, способные к фотосинтезу и хемосинтезу - то есть к созданию органических веществ из неорганических.
В первый трофический уровень входят:
- Зеленые растения
- Водоросли
- Фитопланктон
- Цианобактерии (сине-зеленые водоросли)
Именно благодаря организмам первого трофического уровня происходит закрепление солнечной энергии в устойчивых органических соединениях, которые затем используются всеми остальными живыми существами. Поэтому роль продуцентов в экосистемах трудно переоценить.
Особенности первого трофического уровня
Главное отличие организмов первого трофического уровня от всех остальных - это способность к фотосинтезу или хемосинтезу. Именно эти процессы позволяют продуцентам создавать сложные органические вещества - углеводы, жиры, белки - из простых неорганических соединений - воды и углекислого газа.
Для этого продуценты используют энергию Солнца или энергию окисления неорганических соединений. В процессе фотосинтеза выделяется молекулярный кислород, который имеет колоссальное значение для поддержания жизни на Земле.
| Фотосинтезирующие организмы | Хемосинтезирующие организмы |
| - Зеленые растения | - Железобактерии |
| - Водоросли | - Серобактерии |
| - Цианобактерии | - Нитрифицирующие бактерии |
Между наземными и водными фототрофами есть некоторые различия. Например, фитопланктон и водоросли часто не имеют корневой системы и листьев. При этом они способны активно передвигаться за счет жгутиков. А наземные растения, наоборот, прикреплены к субстрату корнями и не могут перемещаться.
Тем не менее все продуценты выполняют в экосистеме единую важнейшую функцию - накопление энергии Солнца в форме органических веществ, доступных для использования другими организмами.
Это позволяет поддерживать существование всех остальных живых существ на Земле. Без фотосинтеза невозможно было бы никакое движение веществ и энергии в биосфере. Поэтому значение первого трофического уровня для жизни на нашей планете поистине неоценимо.
Взаимодействие первого трофического уровня с другими организмами
Организмы первого трофического уровня являются поставщиками пищи и источником органических веществ для всех растительноядных организмов, которые относятся ко второму трофическому уровню. Растения, водоросли и цианобактерии поедаются травоядными животными, грибами, простейшими и другими гетеротрофными организмами.
Также продуценты играют ведущую роль в регуляции газового состава атмосферы. В процессе фотосинтеза они выделяют молекулярный кислород и поглощают углекислый газ, тем самым поддерживая баланс этих важнейших для жизни газов.
Симбиоз с другими организмами
Многие представители первого трофического уровня, особенно растения, находятся в симбиотических отношениях с грибами и бактериями. Например, клубеньковые бактерии, живущие на корнях бобовых растений, связывают атмосферный азот. А микоризные грибы помогают растениям лучше усваивать воду и минеральные вещества из почвы.
Влияние на круговорот веществ
Отмершие остатки продуцентов являются основным источником органического вещества и энергии для почвенных организмов. Разлагая эти остатки, почвенные бактерии и грибы замыкают биогеохимические циклы химических элементов, вовлекая их в круговорот в биосфере.
Первый трофический уровень как среда обитания
Тело растений, их корни, листья и стебли создают особые местообитания для разных организмов. На растениях и водорослях живут лишайники, мхи, эпифитные растения. Внутри стеблей и корней обитают эндофитные грибы и бактерии. На поверхности растений питаются многочисленные насекомые и пауки.
Регуляция климата планеты
Фототрофы играют важнейшую роль в регуляции климата благодаря поглощению углекислого газа при фотосинтезе и выделению кислорода. Леса и другая растительность активно влияют на влажность воздуха, осадки, альбедо поверхности Земли. Уничтожение фототрофов ведет к нарушению всех этих важных функций.
Источник лекарственных веществ
Многие представители первого трофического уровня (растения, водоросли, цианобактерии) являются источником ценных биологически активных соединений, которые используются человеком для создания лекарств и пищевых добавок.