Пастбищная пищевая цепь начинается с автотрофных организмов, способных синтезировать органические вещества из неорганических с использованием энергии солнца. Это в первую очередь зеленые растения, а также некоторые бактерии.
Далее следуют консументы, потребляющие органику. Среди них различают травоядных животных, хищников, паразитов. В конце цепи находятся редуценты, разлагающие отмершие останки с помощью ферментов.
В данной статье приведены примеры пастбищных пищевых цепей в разных экосистемах: на лугу, в лесу, в пресных и морских водоемах.
Строение пастбищной цепи
Пастбищная пищевая цепь представляет собой последовательность организмов, связанных отношениями «хищник - жертва» или «паразит - хозяин». Она начинается с автотрофных организмов, способных к фотосинтезу или хемосинтезу. Это, как правило, зеленые растения, водоросли. За ними следуют травоядные животные, которые питаются этими растениями. Далее идут хищники, поедающие травоядных. На вершине пищевой пирамиды находятся крупные хищники.
Таким образом, в пастбищной цепи можно выделить несколько основных звеньев:
- «Продуценты» – автотрофные организмы, способные к фотосинтезу или хемосинтезу. Это в основном растения и водоросли.
- «Консументы 1-го порядка» – травоядные животные, питающиеся растениями.
- «Консументы 2-го порядка» – хищники, поедающие травоядных животных.
- «Консументы 3-го порядка» – крупные хищники, охотящиеся на других хищников.
Звенья пастбищной цепи
Пастбищные пищевые цепи состоят из нескольких звеньев.
Первым звеном всегда являются «продуценты» - растения, водоросли и другие фотосинтезирующие организмы. Они производят органические вещества из неорганических соединений, используя энергию солнечного света.
Следующим звеном в пастбищной цепи являются «консументы 1-го порядка» или «первичные консументы» - травоядные животные, питающиеся растениями. Они получают уже готовые органические вещества от продуцентов. К первичным консументам относятся травоядные млекопитающие, насекомые, моллюски.
Далее в пищевой цепи идут «консументы 2-го порядка» - хищники, питающиеся другими животными. Это могут быть плотоядные млекопитающие, хищные птицы, пресмыкающиеся, насекомые и другие хищники. Они поедают консументов 1-го порядка.
Пастбищная цепь питания включает в себя также консументов 3-го и последующих порядков - хищников высших трофических уровней. Например, крупные хищные млекопитающие, питающиеся мелкими хищниками.
Замыкают пастбищную цепь редуценты - бактерии и грибы, разлагающие органические остатки отмерших организмов. Они возвращают в почву минеральные вещества, доступные для повторного потребления растениями.
Пищевые уровни в пастбищной цепи
В пастбищных пищевых цепях организмы объединяются в трофические (пищевые) уровни. Пастбищная пищевая цепь включает в себя как минимум два таких уровня.
Первый трофический уровень занимают продуценты - растения и водоросли. Они синтезируют органические вещества из неорганических соединений, используя энергию Солнца. То есть продуценты сами производят пищу для других организмов.
На втором трофическом уровне находятся консументы 1-го порядка, или первичные консументы. Это травоядные животные, питающиеся растениями - фитофаги. К ним относятся зеленые растения, служащие кормом для фитофагов.
Третий трофический уровень занимают консументы 2-го порядка - хищники, потребляющие других животных. Они поедают консументов 1-го порядка и используют запасенную в их телах энергию. На этом уровне могут находиться хищные млекопитающие, пресмыкающиеся, птицы, крупные насекомые.
Далее могут располагаться консументы 3-го и последующих порядков - хищники более высокого трофического уровня. Чем дальше организм находится по пищевой цепи от продуцентов, тем выше его трофический статус.
И наконец, последний трофический уровень занимают редуценты - разлагатели органических остатков. Это бактерии и грибы, которые разрушают биомассу отмерших организмов, возвращая вещества в круговорот.
Таким образом, ключевым звеном любой пастбищной цепи являются продуценты, от которых зависят все остальные уровни.
Количество энергии, переходящей с одного трофического уровня на другой, резко сокращается. Примерно 90% ее рассеивается в виде тепла и затрачивается на поддержание жизнедеятельности организмов. Поэтому численность популяций на каждом последующем уровне обычно меньше.
Число трофических звеньев в наземных экосистемах редко превышает 4-5. А в водных цепях их может быть значительно больше - до 6-8 и выше. Это связано с большей продуктивностью водных экосистем по сравнению с наземными.
Также следует отметить, что один и тот же организм может занимать разные трофические уровни. Например, некоторые хищники в случае нехватки добычи переходят на питание растительностью. А многие птицы могут поедать как насекомых, так и ягоды или зерна.
Примеры пастбищных цепей
Рассмотрим несколько конкретных примеров пастбищных пищевых цепей в различных экосистемах. Это позволит наглядно представить, как функционируют подобные цепи в природе.
На лугу пастбищная цепь может выглядеть так: трава → кузнечик → ящерица → уж → сова. Здесь трава - продуцент, кузнечик - консумент 1-го порядка, ящерица и уж - консументы 2-го порядка, а сова - консумент 3-го порядка. После гибели животных их останки разлагаются грибами и бактериями.
В лесу цепь питания будет несколько иной: деревья → бабочка-листовертка → дятел → ястреб. Здесь деревья выступают как продуценты, бабочка - первичный консумент, дятел поедает бабочек, а ястреб охотится на дятлов.
Рассмотрим также пастбищную цепь в пресноводном озере: водоросли → дафнии → рыбы → щука → орлан-белохвост. Водоросли и другие растения озера - это первичные продуценты. Дафнии поедают водоросли, мелкие рыбы питаются дафниями, щука ловит мелких рыб, а хищная птица орлан охотится на щук.
Морские пищевые цепи нередко включают 6-8 звеньев.
Например: фитопланктон → зоопланктон → сельдь → треска → тюлени → касатки. Здесь в роли конечного консумента выступают крупные хищные млекопитающие - касатки.
Как видно из приведенных примеров, в основе любой пастбищной цепи лежит процесс фотосинтеза, который обеспечивают первичные продуценты. Без растений как источника органических веществ не могли бы существовать все остальные организмы.
В то же время каждое звено пищевой цепи зависит от предыдущего и обеспечивает энергией последующее. Нарушение этой взаимосвязи на любом участке приводит к дестабилизации всей экосистемы.
Также отметим, что один и тот же вид может участвовать в разных пищевых цепях одновременно. К примеру, щука может поедать не только мелких рыб, но и лягушек, водоплавающих птиц и даже мышей.
Бактерии и грибы-сапрофиты присутствуют в любых пищевых цепях в качестве деструкторов - разлагателей отмершей органики. Они замыкают цикл круговорота веществ в экосистеме, подготавливая субстрат для новой генерации продуцентов.
Пищевая цепь на лугу
Рассмотрим пример пастбищной пищевой цепи на лугу. Это классический пример цепи выедания, когда растения служат источником пищи для травоядных животных. Примеры пастбищных пищевых цепей такого типа весьма распространены.
Начальным звеном выступают растения луга - разнообразные злаки, осоки, лютики, герани, клевер и многие другие. Эти многолетние травянистые растения являются автотрофами, синтезирующими с помощью фотосинтеза органические вещества из неорганических.
Первичными консументами в данной цепи служат насекомые и другие беспозвоночные, питающиеся растительностью луга. Например, гусеницы бабочек, кузнечики, муравьи, улитки. Они поедают листья, стебли, корни, цветы травянистых растений.
Далее в пищевой цепочке идут консументы второго порядка - хищники, поедающие травоядных беспозвоночных. Это различные жужелицы, стрекозы, пауки, жабы, ящерицы и другие. Также сюда относятся насекомоядные птицы - жаворонки, трясогузки.
Следующее звено составляют консументы третьего порядка - хищные птицы и млекопитающие, охотящиеся на мелких позвоночных луга. Например, канюки, лунь полевой, ласки, горностаи, лисицы.
Вершину пищевой пирамиды занимают крупные хищники, такие как волки, питающиеся мелкими млекопитающими. Также сюда можно отнести пернатых хищников вроде орлов или филинов.
Завершает цепь выедания комплекс разлагателей - бактерии и грибы, минерализующие останки отмерших организмов с участием дождевых червей. Продукты разложения вновь поступают в почву, усваиваются корнями растений.
Таким образом, пастбищная цепь на лугу - это циклический процесс переноса веществ и энергии через ряд организмов-консументов от продуцентов к редуцентам и обратно к продуцентам.
Лесная пищевая цепь
Рассмотрим пример пастбищной цепи питания, характерной для лесных экосистем. Здесь продуцентами являются деревья и другие высшие растения леса. Пастбищная пищевая цепь в лесу начинаются именно с них.
Листья, побеги, кора, семена деревьев служат пищей для многочисленных фитофагов - насекомых и других беспозвоночных. Это листогрызущие гусеницы, короеды, долгоносики, семена хвойных деревьев поедают некоторые птицы.
Далее по цепочке идут хищные насекомые, пауки, мелкие позвоночные, питающиеся фитофагами. Сюда относятся также дятлы, пищухи, бурундуки. Мелкие грызуны, в свою очередь, становятся добычей сов, ястребов, куньих.
Верхние трофические уровни в лесу занимают крупные хищники - волки, рыси, которые охотятся на копытных. Также на вершине пищевой пирамиды могут находиться медведи и крупные совы.
Завершают цепь питания в лесу бактерии и грибы - разлагатели опада и отмерших останков животных. Они высвобождают минеральные соединения, усваиваемые растениями.
Таким образом, мы видим, что лесная пастбищная цепь во многом схожа с луговой. Отличается лишь видовой состав продуцентов и консументов, а принципы функционирования остаются теми же.
Пастбищная цепь в пресных водоемах
Рассмотрим пример пастбищной пищевой цепи, характерной для пресноводных экосистем - озер, рек, прудов. Здесь первичными продуцентами выступает фитопланктон - микроскопические водоросли, диатомовые и другие одноклеточные фотосинтезирующие организмы.
Также к первичным продуцентам относятся высшие водные растения, такие как рдесты, кубышка, рогоз, камыши, образующие заросли в литоральной зоне. Пастбищная пищевая цепь в пресных водоемах начинаются именно с этих организмов.
Далее следуют консументы первого порядка - зоопланктон, представленный коловратками, ветвистоусыми и веслоногими рачками. Они фильтруют фитопланктон и мелкий детрит из толщи воды, являясь важным кормовым ресурсом для многих гидробионтов.
Следующие трофические уровни занимают различные виды беспозвоночных, мальков и мелких рыб, питающихся зоопланктоном и бентосом. Это личинки комаров, поденок, мотыля, гольяны, плотва, окунь, щука на молодых стадиях развития.
На более высоких трофических звеньях находятся крупные хищные рыбы вроде щуки, окуня, судака, питающиеся мелкой рыбой и другими позвоночными. Также сюда входят рыбоядные птицы - чайки, цапли, выдры.
Вершину пищевой пирамиды пресноводных экосистем занимают крупные хищники - выдры, норки, речные утки. Иногда сюда могут подключаться наземные хищники типа лисиц, енотовидных собак.
Завершает цепь комплекс сапрофитных бактерий и грибов, осуществляющих минерализацию отмершей органики с участием личинок комаров-звонцов, трубочников.
Морские трофические цепи
Пастбищная цепь в морских экосистемах также начинается с продуцентов - микроскопического фитопланктона, золотистыми водорослями и цианобактериями. Они обитают в эвфотическом слое океана на глубине до 200 метров.
Также к первичным продуцентам относятся макроскопические водоросли, такие как ламинарии, фукусы, служащие пищей для различных консументов. Пастбищные пищевые цепи в океане начинаются с этих фотосинтезирующих морских организмов.
Далее по цепи следует зоопланктон - в основном различные рачки, для которых фитопланктон является кормовой базой. Также среди первичных консументов много брюхоногих и двустворчатых моллюсков, питающихся водорослями.
На следующих трофических уровнях располагаются планктоноядные рыбы типа сельди, а также нектон - активно плавающие организмы (тунец, скумбрия), которые питаются зоопланктоном и мелкими планктоноядными рыбами.
Дальше по пищевой цепи идут крупные хищные рыбы - тунцы, акулы, морские окуневые, а также морские млекопитающие и птицы, охотящиеся на мелких рыб.
На вершине трофической пирамиды в океане стоят киты, крупные акулы и прочие суперхищники, которые охотятся на планктоноядных китов, тюленей, пингвинов.
Завершают цепь выедания морские бактерии-деструкторы, осуществляющие минерализацию отмерших органических остатков на дне океана. Так замыкается круговорот веществ в морских экосистемах.
Роль продуцентов в пастбищной цепи
Продуценты играют ключевую роль в пастбищных пищевых цепях, так как именно они синтезируют органические вещества из неорганических, используя энергию солнечного света. Без продуцентов пастбищная цепь не может существовать.
Основными продуцентами в пастбищных цепях являются зеленые растения и водоросли. Именно они с помощью фотосинтеза преобразуют солнечную энергию в химическую энергию органических соединений. Также продуцентами могут выступать хемотрофные бактерии, использующие энергию окисления неорганических веществ.
От продуцентов напрямую зависит жизнь всех последующих звеньев пищевой цепи. При нехватке света, воды или минеральных веществ в почве у растений нарушается процесс фотосинтеза и они погибают. Вслед за ними исчезают травоядные животные, затем хищники. Таким образом, гибель продуцентов приводит к разрушению всей пастбищной пищевой цепи.
Таким образом, продуценты, синтезирующие органические вещества, являются основой любой пастбищной пищевой цепи и определяют возможность существования всех последующих трофических уровней этой цепи.
Численность популяций в пищевой цепи
Одной из важных закономерностей пастбищных пищевых цепей является уменьшение численности популяций организмов при переходе с одного трофического уровня на другой. Это связано с потерями энергии и вещества при передаче от звена к звену.
Например, рассмотрим простейшую пастбищную цепь: трава - кузнечики - ящерицы - змеи. Численность популяции травы будет максимальной, так как растения синтезируют органические вещества из неорганических и являются производителями энергии в цепи. Далее идут кузнечики, питающиеся травой. Их численность будет меньше, чем у травы, так как часть энергии тратится на обеспечение жизнедеятельности самих кузнечиков.
Следующее звено - ящерицы, питающиеся кузнечиками. Их численность еще меньше, поскольку кузнечиков меньше, чем травы, и опять же часть энергии расходуется самими ящерицами. И наконец, змей, питающихся ящерицами, будет минимальное количество, так как они находятся на вершине этой простой пищевой цепи. Таким образом, с каждым переходом к новому трофическому уровню численность популяции уменьшается.
Эта закономерность справедлива для любых пастбищных цепей. Например, фитопланктон в океане имеет колоссальную численность. Мелкие ракообразные, питающиеся им, менее многочисленны. А крупные рыбы, акулы и киты, находящиеся на вершине цепи, представлены небольшим количеством особей.
Таким образом, уменьшение численности популяций с переходом на более высокий трофический уровень - важная закономерность функционирования пастбищных пищевых цепей. Это связано с потерями энергии и расходом части ресурсов на поддержание жизнедеятельности организмов каждого звена цепи.
Связь с детритными цепями
Пастбищные пищевые цепи тесно связаны с детритными пищевыми цепями, в которых разложение органических остатков осуществляется сапротрофными организмами.
Конечным звеном любой пастбищной цепи являются редуценты - бактерии и грибы, разлагающие органические остатки. Они переводят вещества в неорганическую форму, доступную для повторного использования продуцентами, замыкая таким образом круговорот веществ в экосистеме.
Например, в пастбищной цепи луга последним звеном будут бактерии и грибы, разлагающие остатки животных. Полученные в результате их жизнедеятельности неорганические соединения углерода, азота, фосфора и других элементов вновь усваиваются растениями-продуцентами.
Органические остатки на дне водоемов также являются началом детритных цепей, в которых участвуют сапротрофные бактерии и грибы. Продукты их жизнедеятельности затем используются водорослями-продуцентами морских и пресноводных пастбищных цепей.
Так происходит постоянный круговорот веществ между пастбищными и детритными цепями. Редуценты замыкают пастбищные цепи, обеспечивая продуцентов элементами питания. А продуценты образуют органические вещества, служащие пищей для всех гетеротрофных организмов экосистемы.
Таким образом, пастбищные и детритные цепи неразрывно связаны, обеспечивая круговорот веществ и превращение энергии в экосистемах. Это еще один пример взаимозависимости всех компонентов пищевых цепей.
Заключение
В заключение отметим, что пастбищные пищевые цепи играют важнейшую роль в функционировании наземных и водных экосистем. Они обеспечивают поток энергии от продуцентов к консументам разных порядков и в конечном итоге к редуцентам.
Как показывают рассмотренные в статье примеры пастбищных цепей в различных условиях - на лугу, в лесу, в пресных и морских водоемах - они имеют схожую структуру. Начальным звеном всегда выступают автотрофные организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических благодаря энергии солнца или окисления неорганических соединений.
Ключевая роль в любой пастбищной цепи принадлежит продуцентам. От их жизнедеятельности напрямую зависит существование всех остальных организмов цепи. Таким образом, пастбищные цепи демонстрируют сложные взаимосвязи живых организмов в экосистемах и их зависимость друг от друга. Изучение структуры и функционирования пищевых цепей важно для понимания механизмов устойчивости экосистем и поддержания экологического равновесия на планете.
