Биотические взаимосвязи чаще всего проявляются в форме трофических (гр. trophe - «пища, питание»), то есть питание одного вида другим. Среди животных различают монофаги (гр. monos - «один», phagos - «пожиратель»), которые питаются одним видом пищи, олигофаги (гр. oligos - «незначительный»), питающиеся небольшим количеством видов, и Полифагия (гр. polys - «обширный»), которые потребляют разнообразную растительную и животную пищу. Большинство животных относится к консументов (лат. consumo - «ем»), питающиеся растительной или животной пищей. Растительноядные животные, или фитофаги (гр. phytos - «растение», phagos

 

- «Пожиратель»), являются консументами первого порядка. К консументов второго порядка относятся хищные животные, питающиеся растительноядными, и паразиты последних. Консументы третьего порядка поедают консументов второго порядка и т. д. Образуются так называемые цепи питания (рис. 4), количество звеньев в которых варьирует от трех до пяти: консументы первого порядка -> первичные хищники, или консументы второго порядка -> консументы третьего порядка -> консументы четвертого порядка (крупнейшие хищники и надпаразиты). Например травянистые растения -> заяц -> лиса; растения - "насекомые-фитофаги -» хищные насекомые -> паразитические насекомые -> надпаразиты. Это цепи выедание, или пастбищные, они начинаются фотосинтезирующие-ственными растениями и охватывают животных-фитофагов, хищников и их паразитов. Существуют также детритни цепи, или цепи распада, начинаются с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных и охватывают детритофаги, их хищников и паразитов (опавшие листья -> дождевые черви - »хищные животные -> паразиты). Обычно в экосистемах имеются и пастбищные и детритни цепи: в водных преобладают цепи выедание, в наземных (например, лесах) 90% прироста растительной массы поступает через опад в детритни цепи.

 

Указанные звенья цепей питания называют также трофическими уровнями. Чем более высокий трофический уровень занимает хищник, тем больше он имеет размеры и меньшую численность особей. Экологи посчитали, что на одного волка в северных лесах приходится около 100 лосей, а на каждого крупного хищника (льва, леопарда, гепарда и др.). В саваннах Африки от 350 до 1000 антилоп, зебр и других копытных. Именно при таком соотношении в биогеоценозах лесов или саванн поддерживается динамическое равновесие. Если истребить волков, то чрезмерно размножаться лоси и нанесут вред лесу. Правда, регулятором численности лося может быть и человек. При резком уменьшении лосей в биогеоценозе леса волки нападают на домашних животных, нанося ощутимые убытки.

 

Однако в природе между отдельными трофическими уровнями не всегда существуют четкие границы. Например, та же растение часто употребляется в пищу различными животными, которых поедают хищники. Жертвой того самого хищника бывают представители нескольких видов консументов первого и второго порядков. А консументы четвертого порядка могут питаться не только консументами третьего и второго порядка, но и травоядными животными и даже растениями. Животных, которые питаются как растительной, так и животной пищей, называют всеядными. Итак, цепи питания не изолированы друг от друга, а тесно переплетаются, образуя трофическую сеть (рис. 5).

 

Консументы играют в биоценозах роль «управляющей» подсистемы. Питаясь растениями, животные-фитофаги уменьшают их биомассу. При массовом размножении они могут уничтожить целые лесные массивы или нанести значительный ущерб агроценозов. В агро-ценозах их численность регулирует человек, применяя для этого различные методы (химические, агротехнические, биологические). В естественных биоценозах на численность травоядных животных влияют прежде хищники и паразиты (консументы второго порядка), а над ними находится своя «управляющая» подсистема консументы третьего порядка и надпаразиты т.д.. Поэтому на Земле гораздо больше видов, чем растений. Существует, однако, и обратная связь: уменьшится количество растительных кормов - снизится и количество потребителей-фитофагов, а вслед за ними - хищников, паразитов.

 

Таким образом, все члены экосистемы не только взаимосвязаны, но и находятся в состоянии динамического равновесия. Если исключить какую-то звено с трофической цепи, то это может нарушить природное равновесие. Среди животных есть и такие, которые относятся к группе биоредуцентив (лат. reducentis - «воспроизводящий»), разлагающие мертвое органическое вещество и превращают ее в неорганическую, которую усваивают продуценты (растения). Сапрофаги (гр. sapros - «гнилой»): питаются растительными остатками (простейшие, дождевые черви, клещи и др..) Некрофаги (гр. nekros - «мертвый») поедают трупы (личинки мух, стервятники, гиены) копрофагы (гр. kopros - «кал, дерьмо») питаются экскрементами (личинки мух, жуки-навозники). Животные-биоредуценты, раскладывая органические остатки, осуществляют их минерализацию. Одновременно они получают необходимую для жизнедеятельности энергию. Животные активно участвуют в круговороте веществ и передачи энергии от одного трофического уровня к другому, называется потока энергии.

 

Количество солнечной энергии, усвоенной растениями-продуцента-ми в процессе фотосинтеза, постепенно уменьшается при прохождении через экологическую систему, потому что она расходуется на поддержание процессов жизнедеятельности, а также рассеивается в виде тепла. Поток энергии постепенно угасает, поэтому количество звеньев трофической цепи ограничена (редко более пяти). Так, лишь около 10% энергии продуцента идет на воспроизводство биомассы растительноядных животных. Фитофаги являются пищей для зоофагив, и превращения энергии при переходе от одного трофического уровня к другому происходит с эффективностью от 10 до 30% (закон Линдемана).

 

Таким образом, в простейшем из трофических цепей (растения -> растительноядные животные -> первичные хищники) поток энергии, который достигает третьего звена биологической цепи питания, уменьшается примерно в 100 раз по сравнению с количеством энергии, которую запасли растения в процессе фотосинтеза. Энергетические связи между отдельными трофическими уровнями можно представить в виде ступенчатой пирамиды, которая сужается при переходе от одного уровня к другому. Такие пирамиды называют экологическими (рис. 6). Различают несколько категорий экологических пирамид. Пирамида чисел отображает количество особей на каждом трофическом уровне; пирамида биомассы - количество органического вещества; пирамида энергии - количество энергии в пище. Чем длиннее пищевая цепь, тем меньшее количество энергии поступает к организмам, которые находятся на вершине пирамиды. Вот почему биомасса животных организмов суши составляет в среднем около 1-3% биомассы растений. Зоомаса биосферы оценивается примерно в 20 млрд. т сухого вещества, причем на долю животных организмов океана приходится около 5 млрд. т.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+