Benim için doğa, her detayın sağlandığı, iyi yağlanmış bir makinedir. Her şeyin bu kadar iyi düşünülmüş olması şaşırtıcı ve bir insanın böyle bir şey yaratması pek mümkün değil.
"Güç zinciri" terimi ne anlama geliyor?
Buna göre bilimsel tanım Bu kavram, üreticilerin ilk bağlantı olduğu bir dizi organizma aracılığıyla enerjinin transferini içerir. Bu grup emen bitkileri içerir. inorganik maddeler Besinlerin sentezlendiği yer organik bileşikler. Bağımsız sentez yapamayan ve bu nedenle hazır organik madde yemeye zorlanan organizmalar olan tüketicilerle beslenirler. Bunlar, diğer tüketiciler - yırtıcılar için "öğle yemeği" görevi gören otçullar ve böceklerdir. Kural olarak, zincir, kapanış halkasının organik maddeyi ayrıştıran organizmalar olan ayrıştırıcılar tarafından temsil edildiği yaklaşık 4-6 seviye içerir. Prensip olarak çok daha fazla bağlantı olabilir, ancak doğal bir "sınırlayıcı" vardır: ortalama olarak her bağlantı bir öncekinden %10'a kadar çok az enerji alır.
Bir orman topluluğundaki besin zinciri örnekleri
Ormanların türlerine göre kendine has özellikleri vardır. İğne yapraklı ormanlar, zengin otsu bitki örtüsüyle ayırt edilmez; bu, besin zincirinin belirli bir hayvan grubuna sahip olacağı anlamına gelir. Örneğin bir geyik mürver yemekten hoşlanır ama kendisi bir ayı ya da vaşak için av haline gelir. Geniş yapraklı ormanın kendine ait bir seti olacak. Örneğin:
- ağaç kabuğu - ağaç kabuğu böcekleri - baştankara - şahin;
- sinek - sürüngen - gelincik - tilki;
- tohumlar ve meyveler - sincap - baykuş;
- bitki - böcek - kurbağa - yılan - şahin.
Organik kalıntıları “geri dönüştüren” çöpçülerden bahsetmeye değer. Ormanlarda çok çeşitli türleri vardır: en basit tek hücrelilerden omurgalılara kadar. Doğaya katkıları çok büyük, aksi takdirde gezegen hayvan kalıntılarıyla kaplanacaktı. Dönüşüyorlar ölü bedenler V inorganik bileşikler Bitkilerin ihtiyaç duyduğu şey ve her şey yeniden başlıyor. Genel olarak doğa mükemmelliğin ta kendisidir!
giriiş
1. Besin zincirleri ve trofik düzeyler
2. Besin ağları
3. Tatlı su gıda bağlantıları
4. Orman gıda bağlantıları
5. Güç devrelerinde enerji kayıpları
6. Ekolojik piramitler
6.1 Sayı piramitleri
6.2 Biyokütle piramitleri
Çözüm
Kaynakça
giriiş
Doğadaki organizmalar enerji ortaklığıyla birbirine bağlıdır ve besinler. Tüm ekosistem, iş yapmak için enerji ve besin tüketen tek bir mekanizmaya benzetilebilir. Besinler Başlangıçta sistemin abiyotik bileşeninden kaynaklanırlar ve sonunda ya atık ürünler olarak ya da organizmaların ölümü ve yok edilmesinden sonra buraya geri dönerler.
Bir ekosistem içinde, enerji içeren organik maddeler ototrofik organizmalar tarafından oluşturulur ve heterotroflar için besin (madde ve enerji kaynağı) görevi görür. Tipik örnek: Bir hayvan bitkileri yer. Bu hayvan da başka bir hayvan tarafından yenebilir ve bu şekilde enerji bir dizi organizma aracılığıyla aktarılabilir - her biri bir öncekiyle beslenir ve ona hammadde ve enerji sağlar. Bu diziye besin zinciri denir ve her bağlantıya trofik seviye denir.
Makalenin amacı doğadaki besin bağlantılarını karakterize etmektir.
1. Besin zincirleri ve trofik düzeyler
Biyojeosinozlar çok karmaşıktır. Her zaman çok sayıda paralel ve karmaşık biçimde iç içe geçmiş güç devreleri vardır ve toplam sayısı türler genellikle yüzlerce, hatta binlerce olarak ölçülür. Neredeyse her zaman farklı şekiller birkaçını besle farklı nesneler ve kendileri ekosistemin birçok üyesi için yiyecek görevi görüyor. Sonuç, karmaşık bir gıda bağlantıları ağıdır.
Besin zincirindeki her bağlantıya trofik seviye denir. Birinci tropik seviye ototroflar veya sözde birincil üreticiler tarafından işgal edilir. İkinci trofik seviyedeki organizmalara birincil tüketiciler, üçüncü - ikincil tüketiciler vb. denir. Genellikle dört veya beş trofik seviye vardır ve nadiren altıdan fazla olur.
Birincil üreticiler çoğunlukla yeşil bitkiler olmak üzere ototrofik organizmalardır. Bazı prokaryotlar, yani mavi-yeşil algler ve birkaç bakteri türü de fotosentez yapar, ancak katkıları nispeten küçüktür. Fotosentetikler dönüştürür Güneş enerjisi(ışık enerjisi) içerdiği kimyasal enerjiye organik moleküller kumaşların yapıldığı yer. İnorganik bileşiklerden enerji elde eden kemosentetik bakteriler de organik madde üretimine küçük bir katkı sağlar.
İÇİNDE su ekosistemleri ana üreticiler alglerdir - genellikle küçüktür tek hücreli organizmalar okyanusların ve göllerin yüzey katmanlarının fitoplanktonunu oluşturur. Karada en birincil üretim açık tohumlular ve kapalı tohumlularla ilgili daha yüksek düzeyde organize formlar sağlar. Ormanlar ve çayırlar oluştururlar.
Birincil tüketiciler birincil üreticilerle beslenirler, yani otçullardır. Karadaki tipik otçullar arasında pek çok böcek, sürüngen, kuş ve memeli bulunur. Otçul memelilerin en önemli grupları kemirgenler ve toynaklılardır. İkincisi, atlar, koyunlar ve sığırlar gibi ayak parmakları üzerinde koşmaya adapte olmuş otlayan hayvanları içerir.
Su ekosistemlerinde (tatlı su ve deniz), otçul formlar genellikle yumuşakçalar ve küçük kabuklular ile temsil edilir. Bu organizmaların çoğu kladoserler ve kopepodlar, yengeç larvaları, midyeler ve çift kabuklular(örneğin midye ve istiridye) - sudaki en küçük birincil üreticileri filtreleyerek beslenirler. Birçoğu protozoalarla birlikte fitoplanktonla beslenen zooplanktonun büyük kısmını oluşturur. Okyanuslarda ve göllerde yaşam neredeyse tamamen planktona bağlıdır, çünkü neredeyse her şey planktonla başlar. yemek zinciri.
Bitki materyali (örneğin nektar) → sinek → örümcek →
→ sivri faresi → baykuş
Gül ağacı suyu → yaprak bitleri → uğur böceği→ örümcek → böcek öldürücü kuş → yırtıcı kuş
Otlatma ve zararlı olmak üzere iki ana besin zinciri türü vardır. Yukarıda örnekler verildi mera zincirleri Birinci trofik seviyede yeşil bitkiler, ikincisinde otlayan hayvanlar ve üçüncüsünde yırtıcı hayvanlar bulunur. Ölü bitki ve hayvanların vücutlarında hala enerji ve "yapı malzemesi"nin yanı sıra idrar ve dışkı gibi intravital atılımlar da bulunur. Bunlar organik materyaller Organik kalıntılar üzerinde saprofit olarak yaşayan mikroorganizmalar yani mantar ve bakteriler tarafından ayrıştırılır. Bu tür organizmalara ayrıştırıcılar denir. Sindirim enzimlerini ölü bedenlere veya atık ürünlere salgılarlar ve sindirim ürünlerini emerler. Ayrışma hızı değişebilir. Organik madde idrar, dışkı ve hayvan leşleri haftalar içinde tüketilirken, düşen ağaçların ve dalların çürümesi yıllar alabiliyor. Ahşabın (ve diğer bitki kalıntılarının) ayrışmasında çok önemli bir rol, ahşabı yumuşatan selüloz enzimini salgılayan mantarlar tarafından oynanır ve bu, küçük hayvanların yumuşatılmış malzemeye nüfuz etmesine ve emmesine izin verir.
Kısmen ayrışmış malzeme parçalarına döküntü adı verilir ve birçok küçük hayvan (detritivorlar) bunlarla beslenerek ayrışma sürecini hızlandırır. Bu süreçte hem gerçek ayrıştırıcılar (mantarlar ve bakteriler) hem de detritivorlar (hayvanlar) yer aldığından, her ikisine de bazen ayrıştırıcılar adı verilir, ancak gerçekte bu terim yalnızca saprofitik organizmaları ifade eder.
Daha büyük organizmalar sırasıyla zararlılarla beslenebilir ve daha sonra farklı türde bir besin zinciri yaratılır - bir zincir, döküntü ile başlayan bir zincir:
Detritus → detritivore → yırtıcı
Orman ve kıyı topluluklarının zararlıları arasında solucan, tahta biti, leş sineği larvası (orman), poliket, kızıl sinek, holothurian (kıyı bölgesi) bulunur.
Ormanlarımızdaki iki tipik zararlı besin zinciri şunlardır:
Yaprak çöpü → Solucan → Karatavuk → Atmaca
Ölü hayvan → Leş sineği larvaları → Çim kurbağası → Yaygın çim yılanı
Bazı tipik detritivorlar şunlardır: solucanlar, tahta bitleri, iki ayaklılar ve daha küçük olanlar (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.
2. Besin ağları
Besin zinciri diyagramlarında her organizma, aynı türdeki diğer organizmalarla besleniyor olarak temsil edilir. Ancak bir ekosistemdeki gerçek besin ilişkileri çok daha karmaşıktır çünkü bir hayvan aynı besin zincirinden, hatta farklı besin zincirlerinden farklı organizma türleriyle beslenebilir. Bu özellikle üst trofik seviyelerdeki yırtıcılar için geçerlidir. Bazı hayvanlar hem diğer hayvanları hem de bitkileri yerler; onlara hepçil denir (özellikle insanlarda durum böyledir). Gerçekte besin zincirleri, bir besin (trofik) ağı oluşturacak şekilde iç içe geçmiştir. Bir besin ağı şeması birçok olası bağlantıdan yalnızca birkaçını gösterebilir ve genellikle üst trofik seviyelerin her birinden yalnızca bir veya iki yırtıcı hayvanı içerir. Bu tür diyagramlar, bir ekosistemdeki organizmalar arasındaki beslenme ilişkilerini gösterir ve ekolojik piramitler ve ekosistem verimliliğine ilişkin niceliksel çalışmalara temel sağlar.
3. Tatlı su gıda bağlantıları
Bir tatlı su kütlesinin besin zincirleri birbirini takip eden birçok bağlantıdan oluşur. Örneğin küçük kabuklular tarafından yenen protozoalar, bitki artıkları ve bunların üzerinde gelişen bakterilerle beslenir. Kabuklular ise balıklar için yiyecek görevi görür ve ikincisi yırtıcı balıklar tarafından yenilebilir. Hemen hemen tüm türler tek tür yiyecekle beslenmez, farklı yiyecek nesnelerini kullanır. Besin zincirleri karmaşık bir şekilde iç içe geçmiş durumdadır. Bundan önemli bir genel sonuç çıkar: Biyojeosinozun herhangi bir üyesi düşerse, diğer besin kaynakları kullanıldığı için sistem bozulmaz. Tür çeşitliliği ne kadar fazla olursa sistem o kadar istikrarlı olur.
Çoğu ekolojik sistemde olduğu gibi, su biyojeosinozunda da birincil enerji kaynağı, bitkilerin organik madde sentezlediği güneş ışığıdır. Açıkçası, bir rezervuarda bulunan tüm hayvanların biyokütlesi tamamen bitkilerin biyolojik verimliliğine bağlıdır.
Genellikle doğal rezervuarların düşük verimliliğinin nedeni, ototrofik bitkilerin büyümesi için gerekli olan minerallerin (özellikle nitrojen ve fosfor) eksikliği veya suyun uygun olmayan asitliğidir. Mineral gübrelerin uygulanması ve asidik bir ortamda rezervuarların kireçlenmesi, balıklara besin görevi gören hayvanları besleyen bitki planktonunun çoğalmasına katkıda bulunur. Bu sayede balıkçılık havuzlarının verimliliği arttırılmaktadır.
4. Orman gıda bağlantıları
Gıda olarak kullanılabilecek muazzam miktarda organik madde üreten bitkilerin zenginliği ve çeşitliliği, meşe ormanlarında tek hücrelilerden yüksek omurgalılara, kuşlara ve memelilere kadar hayvanlar dünyasından çok sayıda tüketicinin gelişmesine neden olur.
Ormandaki besin zincirleri çok karmaşık bir besin ağıyla iç içe geçmiş durumdadır, dolayısıyla bir hayvan türünün kaybı genellikle tüm sistemi önemli ölçüde bozmaz. Farklı hayvan gruplarının biyojeosinozdaki önemi aynı değildir. Örneğin meşe ormanlarımızın çoğunda tüm büyük otçul toynaklı hayvanların (bizon, geyik, karaca, Kanada geyiği) ortadan kaybolması, genel ekosistem üzerinde çok az etkiye sahip olacaktır; çünkü bunların sayıları ve dolayısıyla biyokütleleri hiçbir zaman çok büyük olmadı ve yok oldu. maddelerin genel döngüsünde önemli bir rol oynamaz. Ancak otçul böcekler ortadan kaybolsaydı, sonuçlar çok ciddi olurdu, çünkü böcekler biyojeosinozda tozlaştırıcıların önemli işlevini yerine getirir, çöplerin yok edilmesine katılır ve besin zincirlerinde sonraki birçok bağlantının varlığının temelini oluşturur.
Ormanın yaşamında büyük önem taşıyan, ölen yaprak kütlesinin, ahşabın, hayvan kalıntılarının ve yaşamsal faaliyetlerinin ürünlerinin ayrışması ve mineralizasyon süreçleridir. Bitkilerin toprak üstü kısımlarının biyokütlesindeki yıllık toplam artışın 1 hektar başına yaklaşık 3-4 tonu doğal olarak ölür ve düşerek orman çöpü olarak adlandırılır. Önemli bir kütle ayrıca bitkilerin ölü yeraltı kısımlarından oluşur. Bitkilerin tükettiği minerallerin ve nitrojenin çoğu çöple birlikte toprağa geri döner.
Hayvan kalıntıları, leş böcekleri, deri böcekleri, leş sineği larvaları ve diğer böceklerin yanı sıra paslandırıcı bakteriler tarafından çok hızlı bir şekilde yok edilir. Bitki çöpünün önemli bir bölümünü oluşturan lif ve diğer dayanıklı maddelerin ayrışması daha zordur. Ancak aynı zamanda lifleri ve diğer maddeleri kolayca sindirilebilir şekerlere parçalayan özel enzimlere sahip mantar ve bakteri gibi birçok organizma için de besin görevi görürler.
Bitkiler ölür ölmez içindeki maddeler tamamen yok ediciler tarafından kullanılır. Biyokütlenin önemli bir kısmı, topraktaki organik maddenin ayrıştırılması ve taşınması konusunda muazzam bir iş yapan solucanlardan oluşur. Böceklerin, oribatid akarlarının, solucanların ve diğer omurgasızların toplam sayısı hektar başına onlarca, hatta yüz milyonlara ulaşıyor. Altlığın ayrışmasında bakterilerin ve alt saprofitik mantarların rolü özellikle önemlidir.
5. Güç devrelerinde enerji kayıpları
Besin zincirini oluşturan tüm türler yeşil bitkilerin oluşturduğu organik maddeler üzerinde yaşamaktadır. Bu durumda beslenme sürecinde enerjinin kullanımının verimliliği ve dönüşümü ile ilgili önemli bir model ortaya çıkmaktadır. Özü aşağıdaki gibidir.
Toplamda, bir bitkiye düşen Güneş'in radyant enerjisinin yalnızca yaklaşık% 1'i, sentezlenen organik maddelerin kimyasal bağlarının potansiyel enerjisine dönüştürülür ve ayrıca heterotrofik organizmalar tarafından beslenme için kullanılabilir. Bir hayvan bir bitkiyi yediğinde, gıdanın içerdiği enerjinin çoğu çeşitli yaşamsal süreçlerde harcanır, ısıya dönüşür ve dağılır. Hayvanın vücudunda yeni oluşan maddeye besin enerjisinin yalnızca %5-20'si geçer. Bir yırtıcı hayvan bir otçul hayvanı yerse, o zaman yine yiyeceğin içerdiği enerjinin çoğu kaybolur. Yararlı enerjideki bu kadar büyük kayıplar nedeniyle besin zincirleri çok uzun olamaz: genellikle 3-5'ten fazla bağlantıdan (besin seviyeleri) oluşmazlar.
Besin zincirinin temelini oluşturan bitkisel madde miktarı her zaman otçul hayvanların toplam kütlesinden birkaç kat daha fazladır ve besin zincirindeki sonraki bağlantıların her birinin kütlesi de azalır. Bu çok önemli kalıba ekolojik piramidin kuralı denir.
6. Ekolojik piramitler
6.1 Sayı piramitleri
Bir ekosistemdeki organizmalar arasındaki ilişkileri incelemek ve bu ilişkileri grafiksel olarak göstermek için besin ağı diyagramlarından ziyade ekolojik piramitleri kullanmak daha uygundur. Bu durumda, belirli bir bölgedeki farklı organizmaların sayısı ilk olarak sayılır ve bunları trofik seviyelere göre gruplandırır. Bu tür hesaplamalardan sonra, ikinci trofik düzeyden sonrakilere geçiş sırasında hayvan sayısının giderek azaldığı ortaya çıkıyor. Birinci trofik seviyedeki bitki sayısı da çoğu zaman ikinci seviyeyi oluşturan hayvan sayısından fazladır. Bu bir sayı piramidi olarak gösterilebilir.
Kolaylık sağlamak için, belirli bir trofik seviyedeki organizmaların sayısı, uzunluğu (veya alanı) belirli bir alanda (veya belirli bir hacimde, belirli bir hacimde) yaşayan organizmaların sayısıyla orantılı olan bir dikdörtgen olarak temsil edilebilir. su ekosistemi). Şekil doğadaki gerçek durumu yansıtan bir nüfus piramidini göstermektedir. En yüksek trofik seviyede bulunan yırtıcılara son yırtıcılar denir.
Başka bir deyişle, belirli bir zamanda numune alırken, sabit biyokütle veya sabit verim her zaman belirlenir. Bu değerin biyokütle üretim (verimlilik) oranı veya tüketimi hakkında herhangi bir bilgi içermediğini anlamak önemlidir; aksi takdirde iki nedenden dolayı hatalar meydana gelebilir:
1. Biyokütle tüketim oranı (tüketimden kaynaklanan kayıp) yaklaşık olarak oluşum hızına karşılık geliyorsa, o zaman mevcut mahsul mutlaka üretkenliği göstermez; belirli bir süre içinde, örneğin bir yıl boyunca, bir trofik seviyeden diğerine geçen enerji ve madde miktarı hakkında. Örneğin verimli, yoğun olarak kullanılan bir mera, daha az verimli ancak az kullanılan bir meraya göre daha düşük ot verimine ve daha yüksek verimliliğe sahip olabilir.
2. Algler gibi küçük ölçekli üreticiler yüksek yenileme hızıyla karakterize edilir; Diğer organizmalar tarafından gıda olarak yoğun şekilde tüketilmeleri ve doğal ölümle dengelenen yüksek büyüme ve üreme oranları. Bu nedenle, sabit biyokütle büyük üreticilerle (ağaçlar gibi) karşılaştırıldığında küçük olabilse de, ağaçların uzun bir süre boyunca biyokütle biriktirmesi nedeniyle verimlilik daha az olmayabilir. Başka bir deyişle, ağaçla aynı üretkenliğe sahip fitoplankton, aynı hayvan kütlesini destekleyebilmesine rağmen çok daha az biyokütleye sahip olacaktır. Genel olarak büyük ve uzun ömürlü bitki ve hayvan popülasyonları, küçük ve kısa ömürlü olanlara kıyasla daha düşük bir yenilenme oranına sahiptir ve daha uzun bir süre boyunca madde ve enerji biriktirir. Zooplankton, beslendikleri fitoplanktondan daha fazla biyokütleye sahiptir. Bu, yılın belirli zamanlarında göl ve denizlerdeki planktonik topluluklar için tipiktir; İlkbaharda "çiçeklenme" sırasında fitoplanktonun biyokütlesi zooplanktonun biyokütlesini aşar, ancak diğer dönemlerde bunun tersi bir ilişki mümkündür. Enerji piramitleri kullanılarak bu tür belirgin anormalliklerden kaçınılabilir.
Çözüm
Özet üzerindeki çalışmayı tamamlayarak aşağıdaki sonuçları çıkarabiliriz. Canlılardan oluşan bir topluluğu ve bunların yaşam alanlarını içeren işlevsel bir sisteme ekolojik sistem (veya ekosistem) denir. Böyle bir sistemde, bileşenleri arasındaki bağlantılar öncelikle gıda bazında ortaya çıkar. Besin zinciri, organik maddenin hareket yolunun yanı sıra içerdiği enerji ve inorganik besinleri de gösterir.
Ekolojik sistemlerde, evrim sürecinde, orijinal gıda maddesinden art arda malzeme ve enerji çıkaran, birbirine bağlı tür zincirleri gelişmiştir. Bu diziye besin zinciri denir ve her bağlantıya trofik seviye denir. İlk trofik seviye, ototrofik organizmalar veya sözde birincil üreticiler tarafından işgal edilir. İkinci trofik seviyedeki organizmalara birincil tüketiciler, üçüncü - ikincil tüketiciler vb. denir. Son seviye genellikle ayrıştırıcılar veya detritivorlar tarafından işgal edilir.
Ekosistemin bileşenleri birbirleriyle karmaşık etkileşimler içinde olduğundan, bir ekosistemdeki gıda bağlantıları basit değildir.
Kaynakça
1. Amos W.H. Nehirlerin yaşayan dünyası. - L.: Gidrometeoizdat, 1986. - 240 s.
2. Biyolojik ansiklopedik sözlük. - M .: Sovyet Ansiklopedisi, 1986. - 832 s.
3. Ricklefs R. Genel Ekolojinin Temelleri. - M.: Mir, 1979. - 424 s.
4. Spurr S.G., Barnes B.V. Orman ekolojisi. - M .: Kereste Endüstrisi, 1984. - 480 s.
5. Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. Ekoloji. - M .: Yüksekokul, 1988. - 272 s.
6. Yablokov A.V. Nüfus biyolojisi. - M.: Yüksekokul, 1987. -304 s.
Her organizmanın yaşamak için enerji alması gerekir. Örneğin bitkiler güneşten enerji tüketir, hayvanlar bitkileri yerler, bazı hayvanlar da diğer hayvanları yerler.
Besin (trofik) zinciri, yaşamı destekleyen besinleri ve enerjiyi elde etmek için biyolojik bir toplulukta () kimin kimi yediğinin dizisidir.
Ototroflar (üreticiler)
Ototroflar- karbondioksit gibi basit moleküllerden kendi besinlerini, yani kendi organik bileşiklerini üreten canlı organizmalar. İki ana ototrof türü vardır:
- Bitkiler gibi fotoototroflar (fotosentetik organizmalar), güneş ışığından gelen enerjiyi işler ve bu süreçte karbondioksitten organik bileşikler (şekerler) üretir. Fotoototrofların diğer örnekleri algler ve siyanobakterilerdir.
- Kemoototroflar, inorganik bileşikleri (hidrojen, hidrojen sülfür, amonyak vb.) içeren kimyasal reaksiyonlar nedeniyle organik maddeler elde ederler. Bu sürece kemosentez denir.
Ototroflar gezegendeki her ekosistemin temelidir. Besin zincirlerinin ve ağlarının çoğunluğunu oluştururlar ve fotosentez veya kemosentez yoluyla elde edilen enerji, ekolojik sistemlerdeki diğer tüm organizmaları destekler. Besin zincirlerindeki rolleri söz konusu olduğunda ototroflara üretici veya üretici denilebilir.
Heterotroflar (tüketiciler)
Heterotroflar Tüketici olarak da bilinen tüketiciler, karbondioksitten kendi yiyeceklerini üretmek için güneş enerjisini veya kimyasal enerjiyi kullanamıyor. Bunun yerine, heterotroflar diğer organizmaları veya onların yan ürünlerini tüketerek enerji elde ederler. İnsanlar, hayvanlar, mantarlar ve birçok bakteri heterotroftur. Besin zincirlerindeki rolleri diğer canlı organizmaları tüketmektir. Böceklerden bitkilerden yırtıcı hayvanlara ve mantarlara kadar farklı ekolojik rollere sahip birçok heterotrof türü vardır.
Yıkıcılar (redüktörler)
Besin zinciri diyagramlarında her zaman görünmese de başka bir tüketici grubundan da bahsetmek gerekir. Bu grup, ölü organik maddeleri ve atıkları işleyerek bunları inorganik bileşiklere dönüştüren ayrıştırıcılardan, organizmalardan oluşur.
Ayrıştırıcılar bazen ayrı bir trofik seviye olarak kabul edilir. Grup olarak farklı trofik seviyelerden gelen ölü organizmalarla beslenirler. (Örneğin, çürüyen bitki maddelerini, yırtıcı hayvanlar tarafından yetersiz beslenen bir sincabın vücudunu veya ölen bir kartalın kalıntılarını işleyebilirler.) Bir bakıma, ayrıştırıcıların trofik düzeyi, birincil, ikincil hiyerarşinin standart hiyerarşisine paraleldir. ve üçüncül tüketiciler. Mantarlar ve bakteriler birçok ekosistemde temel ayrıştırıcılardır.
Besin zincirinin bir parçası olarak ayrıştırıcılar, sağlıklı bir ekosistemin korunmasında önemli bir rol oynarlar çünkü daha sonra üreticiler tarafından kullanılan besinleri ve nemi toprağa geri döndürürler.
Besin (trofik) zincirinin seviyeleri
Besin (trofik) zincirinin seviyelerinin şeması
Besin zinciri, besinleri ve enerjiyi üreticilerden en üst düzey yırtıcılara aktaran doğrusal bir organizma dizisidir.
Bir organizmanın trofik seviyesi, besin zincirinde işgal ettiği konumdur.
İlk trofik seviye
Besin zinciri şununla başlar: ototrofik organizma veya üretici kendi besinini birincil bir enerji kaynağından, genellikle güneş enerjisinden veya okyanus ortası sırtlarındaki hidrotermal menfezlerden gelen enerjiden üretiyor. Örneğin fotosentetik bitkiler, kemosentetik bitkiler vb.
İkinci trofik seviye
Daha sonra ototroflarla beslenen organizmalar geliyor. Bu organizmalara denir otçullar veya birincil tüketiciler ve yeşil bitkiler tüketin. Örnekler arasında böcekler, tavşanlar, koyunlar, tırtıllar ve hatta inekler bulunur.
Üçüncü trofik seviye
Besin zincirinin bir sonraki halkası otçullarla beslenen hayvanlardır; bunlara denir ikincil tüketiciler veya etobur (yırtıcı) hayvanlar(örneğin, tavşan veya kemirgenlerle beslenen bir yılan).
Dördüncü trofik seviye
Buna karşılık bu hayvanlar daha büyük yırtıcı hayvanlar tarafından yenir. üçüncül tüketiciler(örneğin, bir baykuş yılanları yer).
Beşinci trofik seviye
Üçüncül tüketiciler yenir dördüncül tüketiciler(örneğin şahin baykuşları yer).
Her besin zinciri, doğal düşmanı olmayan bir hayvan (örneğin, timsah, kutup ayısı, köpekbalığı vb.) olan bir tepe avcısı veya süper yırtıcıyla sona erer. Onlar kendi ekosistemlerinin "efendileridir".
Herhangi bir organizma öldüğünde, sonunda zararlılar (sırtlanlar, akbabalar, solucanlar, yengeçler vb.) tarafından yenir ve geri kalanı ayrıştırıcılar (çoğunlukla bakteri ve mantarlar) tarafından ayrıştırılır ve enerji alışverişi devam eder.
Bir besin zincirindeki oklar, güneşten veya hidrotermal menfezlerden en üst düzey yırtıcılara kadar enerji akışını gösterir. Enerji vücuttan vücuda akarken zincirin her halkasında kaybolur. Çok sayıda besin zincirinin bir araya gelmesine denir besin ağı.
Bazı organizmaların besin zincirindeki konumu, beslenmeleri farklı olduğundan farklılık gösterebilir. Örneğin, bir ayı meyveleri yediğinde otobur gibi davranır. Bitki yiyen bir kemirgeni yediğinde birincil yırtıcı haline gelir. Bir ayı somon yediğinde süper yırtıcı gibi davranır (bunun nedeni somonun birincil yırtıcı olmasıdır çünkü ringa balığı zooplanktonla beslenir, ringa balığı da güneş ışığından kendi enerjisini üreten fitoplanktonla beslenir). İnsanların besin zincirindeki yerinin, çoğu zaman tek bir öğünde bile nasıl değiştiğini düşünün.
Besin zinciri türleri
Doğada kural olarak iki tür besin zinciri vardır: mera ve döküntü.
Çayır besin zinciri
Çayır besin zinciri diyagramı
Bu tür besin zinciri, etoburların beslendiği otçulları beslemek için canlı yeşil bitkilerle başlar. Bu tür devreye sahip ekosistemler doğrudan güneş enerjisine bağımlıdır.
Bu nedenle, besin zincirinin otlatma türü, enerjinin ototrofik yakalanmasına ve zincirin bağlantıları boyunca hareketine bağlıdır. Doğadaki ekosistemlerin çoğu bu tür besin zincirini takip eder.
Otlatma besin zincirlerine örnekler:
- Çim → Çekirge → Kuş → Şahin;
- Bitkiler → Tavşan → Tilki → Aslan.
Zararlı besin zinciri
Zararlı besin zinciri diyagramı
Bu tür besin zinciri, detritivorlar tarafından tüketilen çürüyen organik materyal (detritus) ile başlar. Daha sonra avcılar yıkıcılarla beslenir. Dolayısıyla bu tür besin zincirleri, otlatmaya göre doğrudan güneş enerjisine daha az bağımlıdır. Onlar için asıl mesele, başka bir sistemde üretilen organik maddelerin akışıdır.
Örneğin, bu tip besin zinciri çürüyen çöplerde bulunur.
Besin zincirindeki enerji
Bir organizma diğerinden beslendiğinde ve besin aldığında enerji trofik seviyeler arasında aktarılır. Ancak enerjinin bu hareketi verimsizdir ve bu verimsizlik besin zincirlerinin uzunluğunu sınırlar.
Enerji trofik seviyeye ulaştığında, bir kısmı organizmaların vücudunun bir parçası olarak biyokütle olarak depolanır. Bu enerji bir sonraki trofik seviye için mevcuttur. Tipik olarak, bir trofik seviyede biyokütle olarak depolanan enerjinin yalnızca yaklaşık %10'u bir sonraki seviyede biyokütle olarak depolanır.
Kısmi enerji aktarımının bu prensibi, genellikle 3-6 seviyeye sahip olan besin zincirlerinin uzunluğunu sınırlar.
Her seviyede enerji, ısı biçiminde olduğu kadar ayrıştırıcıların kullandığı atık ve ölü madde biçiminde de kaybolur.
Neden bu kadar çok enerji besin ağını bir trofik seviyeden diğerine bırakıyor? Verimsiz enerji transferinin ana nedenlerinden bazıları şunlardır:
- Her trofik seviyede, organizmalar hücresel solunum yaparken ve günlük yaşamda hareket ederken enerjinin önemli bir kısmı ısı olarak dağılır.
- Organizmaların beslendiği bazı organik moleküller sindirilemez ve dışkı olarak dışarı atılır.
- Trofik seviyedeki bireysel organizmaların tümü bir sonraki seviyedeki organizmalar tarafından yenmez. Bunun yerine yenilmeden ölürler.
- Dışkı ve yenmemiş ölü organizmalar, onları metabolize edip enerjiye dönüştüren ayrıştırıcılar için besin haline gelir.
Yani aslında enerjinin hiçbiri kaybolmaz; hepsi ısı üretimiyle sonuçlanır.
Besin zinciri anlamı
1. Besin zinciri çalışmaları, herhangi bir ekosistemdeki organizmalar arasındaki beslenme ilişkilerini ve etkileşimlerini anlamaya yardımcı olur.
2. Bunlar sayesinde ekosistemdeki enerji akışının ve maddelerin dolaşımının mekanizmasını değerlendirmek ve ayrıca toksik maddelerin ekosistemdeki hareketini anlamak mümkündür.
3. Besin zincirini incelemek biyomagnifikasyon sorunlarına ışık tutar.
Herhangi bir besin zincirinde, bir organizmanın diğeri tarafından tüketildiği her seferde enerji kaybedilir. Bu nedenle otçullardan çok daha fazla bitki olması gerekir. Ototrofların sayısı heterotroflardan daha fazladır ve bu nedenle bunların çoğu etobur yerine otçuldur. Hayvanlar arasında yoğun bir rekabet olmasına rağmen hepsi birbiriyle bağlantılıdır. Bir türün nesli tükendiğinde, diğer birçok türü etkileyebilir ve öngörülemeyen sonuçlara yol açabilir.
Ekosistemlerde üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar, esas olarak bitkiler tarafından oluşturulan gıdalarda bulunan karmaşık madde ve enerji aktarım süreçleriyle birleşir.
Bitkilerin yarattığı potansiyel besin enerjisinin, bazı türlerin diğer türler tarafından tüketilmesiyle bir takım organizmalar aracılığıyla aktarılmasına trofik (besin) zinciri, her bağlantıya da trofik düzey adı verilir.
Aynı tür gıdayı kullanan tüm organizmalar aynı trofik seviyeye aittir.
Şekil 4'te. trofik zincirin bir diyagramı sunulmuştur.
Şekil 4. Besin zinciri diyagramı.
Şekil 4. Besin zinciri diyagramı.
İlk trofik seviye Güneş enerjisini biriktiren ve fotosentez süreci yoluyla organik madde oluşturan üreticiler (yeşil bitkiler) oluşturur.
Bu durumda organik maddelerde depolanan enerjinin yarısından fazlası bitkilerin yaşam süreçlerinde tüketilir, ısıya dönüşerek uzayda dağılır, geri kalanı ise besin zincirine girerek sonraki trofik seviyelerdeki heterotrofik organizmalar tarafından kullanılabilir. beslenme.
İkinci trofik seviye 1. dereceden tüketicileri oluşturur - bunlar üreticilerle beslenen otçul organizmalardır (fitofajlar).
Birinci dereceden tüketiciler, gıdanın içerdiği enerjinin çoğunu yaşam süreçlerini desteklemek için harcarlar, geri kalan enerji ise kendi vücutlarını inşa etmek için kullanılır ve böylece bitki dokusunu hayvan dokusuna dönüştürürler.
Böylece , 1. derece tüketiciler gerçekleştirmek üreticiler tarafından sentezlenen organik maddenin dönüşümündeki ilk, temel aşama.
Birincil tüketiciler, 2. derece tüketiciler için besin kaynağı olarak hizmet edebilir.
Üçüncü trofik seviye 2. dereceden tüketiciler oluşturur - bunlar yalnızca otçul organizmalar (fitofajlar) ile beslenen etobur organizmalardır (zoofajlar).
İkinci dereceden tüketiciler, besin zincirlerinde organik maddenin dönüşümünün ikinci aşamasını gerçekleştirirler.
Bununla birlikte, hayvansal organizmaların dokularının oluşturulduğu kimyasal maddeler oldukça homojendir ve bu nedenle tüketicilerin ikinci trofik seviyesinden üçüncüye geçiş sırasında organik maddenin dönüşümü, birinci trofik seviyeden geçişte olduğu kadar temel değildir. ikincisinde bitki dokularının hayvanlara dönüştüğü yer.
İkincil tüketiciler, üçüncü dereceden tüketiciler için bir beslenme kaynağı olarak hizmet edebilir.
Dördüncü trofik seviye 3. dereceden tüketiciler oluşturur - bunlar yalnızca etobur organizmalarla beslenen etoburlardır.
Besin zincirinin son seviyesi Ayrıştırıcılar (yıkıcılar ve detritivorlar) tarafından işgal edilmiştir.
Redüktörler-yıkıcılar (bakteriler, mantarlar, protozoalar) yaşam aktiviteleri sürecinde, üreticilerin ve tüketicilerin tüm trofik seviyelerindeki organik kalıntıları, üreticilere iade edilen mineral maddelere ayrıştırır.
Besin zincirinin tüm halkaları birbiriyle bağlantılı ve birbirine bağımlıdır.
Aralarında ilk bağlantıdan son bağlantıya kadar madde ve enerji aktarımı gerçekleşir. Ancak enerjinin bir trofik seviyeden diğerine aktarıldığında kaybolduğu unutulmamalıdır. Sonuç olarak güç zinciri uzun olamaz ve çoğunlukla 4-6 bağlantıdan oluşur.
Bununla birlikte, bu tür besin zincirleri saf formda genellikle doğada bulunmaz, çünkü her organizmanın çeşitli besin kaynakları vardır; çeşitli gıda türlerini kullanır ve kendisi de aynı besin zincirinden ve hatta farklı besin zincirlerinden çok sayıda başka organizma tarafından gıda ürünü olarak kullanılır.
Örneğin:
Omnivor organizmalar hem üreticileri hem de tüketicileri yiyecek olarak tüketirler; aynı anda birinci, ikinci ve bazen üçüncü dereceden tüketicilerdir;
İnsanların ve yırtıcı hayvanların kanıyla beslenen sivrisineklerin trofik seviyesi oldukça yüksektir. Ancak bataklık sundew bitkisi sivrisineklerle beslenir, bu nedenle sivrisinekler hem üretici hem de üst düzey bir tüketicidir.
Bu nedenle, bir trofik zincirin parçası olan hemen hemen her organizma, aynı anda diğer trofik zincirlerin de parçası olabilir.
Böylece, trofik zincirler birçok kez dallanıp iç içe geçerek karmaşık yapılar oluşturabilir. Besin ağları veya trofik (besin) ağları Gıda bağlantılarının çokluğu ve çeşitliliği, ekosistemlerin bütünlüğünü ve işlevsel istikrarını korumak için önemli bir mekanizma görevi görür.
Şekil 5'te. karasal bir ekosistem için bir güç ağının basitleştirilmiş bir diyagramını gösterir.
Bir türün kasıtlı veya kasıtsız olarak ortadan kaldırılması yoluyla doğal organizma topluluklarına yapılan insan müdahalesi, genellikle öngörülemeyen olumsuz sonuçlara yol açar ve ekosistemlerin istikrarının bozulmasına yol açar.
Şekil 5. Trofik ağın şeması.
İki ana trofik zincir türü vardır:
mera zincirleri (otlatma zincirleri veya tüketim zincirleri);
kırıntılı zincirler (ayrışma zincirleri).
Mera zincirleri (otlatma zincirleri veya tüketim zincirleri), organik maddelerin trofik zincirlerde sentezlenmesi ve dönüştürülmesi süreçleridir.
Mera zincirleri üreticilerle başlar. Canlı bitkiler fitofajlar (birinci dereceden tüketiciler) tarafından yenir ve fitofajların kendileri etoburlar (ikinci dereceden tüketiciler) için besindir ve üçüncü dereceden tüketiciler vb. tarafından yenilebilir.
Karasal ekosistemler için otlatma zincirlerine örnekler:
3 bağlantı: titrek kavak → tavşan → tilki; bitki → koyun → insan.
4 bağlantı: bitkiler → çekirgeler → kertenkeleler → şahin;
bitki çiçeği nektarı → sinek → böcekçil kuş →
yırtıcı kuş.
5 bağlantı: bitkiler → çekirgeler → kurbağalar → yılanlar → kartal.
Su ekosistemleri için otlatma zinciri örnekleri:→
3 bağlantı: fitoplankton → zooplankton → balık;
5 bağlantı: fitoplankton → zooplankton → balık → yırtıcı balık →
yırtıcı kuşlar.
Detrital zincirler (ayrışma zincirleri), trofik zincirlerdeki organik maddelerin adım adım yok edilmesi ve mineralizasyonu süreçleridir.
Zararlı zincirler, ölü organik maddenin, belirli bir beslenme türüne göre art arda birbirinin yerini alan detritivorlar tarafından kademeli olarak yok edilmesiyle başlar.
İmha süreçlerinin son aşamalarında, redüktörler-yıkıcılar, organik bileşiklerin kalıntılarını yine üreticiler tarafından kullanılan basit inorganik maddelere mineralize ederek işlev görür.
Örneğin, ölü odun çürüdüğünde sırasıyla birbirlerinin yerini alırlar: böcekler → ağaçkakanlar → karıncalar ve termitler → yıkıcı mantarlar.
Zararlı zincirler ormanlarda en yaygın olanıdır; bitki biyokütlesindeki yıllık artışın büyük bir kısmı (yaklaşık %90) otçullar tarafından doğrudan tüketilmez, ölür ve bu zincirlere yaprak döküntüsü şeklinde girer, ardından ayrışma ve mineralizasyona uğrar.
Su ekosistemlerinde madde ve enerjinin çoğu mera zincirlerinde yer alırken, karasal ekosistemlerde kırıntılı zincirler en önemlisidir.
Böylece tüketici düzeyinde organik madde akışı farklı tüketici gruplarına ayrılır:
yaşayan organik madde otlatma zincirlerini takip eder;
Ölü organik madde, kırıntılı zincirler boyunca ilerler.
Güneşin enerjisi yaşamın çoğalmasında büyük rol oynar. Bu enerjinin miktarı çok büyüktür (yılda 1 cm2 başına yaklaşık 55 kcal). Bu miktarın üreticileri - yeşil bitkiler - fotosentez sonucunda enerjinin% 1-2'sinden fazlasını kaydetmez ve çöller ve okyanuslar - yüzde yüzde biri.
Besin zincirindeki bağlantıların sayısı değişebilir, ancak genellikle 3-4 (daha az sıklıkla 5) vardır. Gerçek şu ki, besin zincirinin son halkasına o kadar az enerji ulaşıyor ki, organizma sayısı arttıkça bu enerji yeterli olmayacak.
Pirinç. 1. Karasal ekosistemdeki besin zincirleri
Bir tür beslenmeyle birleşen ve besin zincirinde belirli bir yeri işgal eden organizmalar kümesine denir. tropik seviye. Enerjisini aynı sayıda adımla Güneş'ten alan organizmalar aynı trofik seviyeye aittir.
En basit besin zinciri (veya besin zinciri), fitoplanktondan oluşabilir, ardından daha büyük otçul planktonik kabuklular (zooplankton) gelir ve bu kabukluları sudan filtreleyen bir balina (veya küçük yırtıcı hayvanlar) ile sonlanır.
Doğa karmaşıktır. Canlı ve cansız tüm unsurları tek bir bütündür, etkileşimli ve birbirine bağlı fenomenler ve birbirine uyarlanmış yaratıklar kompleksidir. Bunlar bir zincirin halkalarıdır. Ve eğer genel zincirden bu türden en az bir bağlantıyı çıkarırsanız, sonuçlar beklenmedik olabilir.
Besin zincirlerinin kırılması, ister ılıman orman biyosinozları, ister tür çeşitliliği açısından zengin tropikal orman biyosinozları olsun, ormanlar üzerinde özellikle olumsuz bir etkiye sahip olabilir. Birçok ağaç, çalı veya otsu bitki türü, bitki türünün menzili içinde yaşayan belirli bir tozlayıcıya (arılar, eşekarısı, kelebekler veya sinek kuşları) dayanır. Son çiçek açan ağaç veya otsu bitki öldüğünde, tozlayıcı bu yaşam alanını terk etmek zorunda kalacaktır. Sonuç olarak bu bitkilerle veya ağaç meyveleriyle beslenen fitofajlar (otçullar) ölecektir. Fitofajları avlayan avcılar yiyeceksiz kalacak ve ardından değişiklikler, besin zincirinin geri kalan halkalarını art arda etkileyecek. Sonuç olarak, besin zincirinde kendilerine özel bir yere sahip oldukları için insanları da etkileyecekler.
Besin zincirleri iki ana türe ayrılabilir: otlatma ve kırıntılı. Ototrofik fotosentetik organizmalarla başlayan gıda fiyatlarına denir. otlak, veya yeme zincirleri. Mera zincirinin en üstünde yeşil bitkiler bulunur. Mera zincirinin ikinci seviyesinde genellikle fitofajlar bulunur; bitkileri yiyen hayvanlar. Çayır besin zincirinin bir örneği, taşkın yatağı çayırındaki organizmalar arasındaki ilişkilerdir. Böyle bir zincir, çayır çiçekli bir bitkiyle başlar. Bir sonraki halka, bir çiçeğin nektarıyla beslenen bir kelebektir. Sonra ıslak habitatların sakini geliyor - kurbağa. Koruyucu rengi, avını pusuya düşürmesine olanak tanır, ancak onu başka bir yırtıcıdan, sıradan çim yılanından kurtarmaz. Yılanı yakalayan balıkçıl, taşkın yatağı çayırındaki besin zincirini kapatır.
Bir besin zinciri ölü bitki kalıntıları, karkaslar ve hayvan dışkısı - döküntülerle başlıyorsa buna denir. zararlı, veya ayrışma zinciri."Detritus" terimi, çürüme ürünü anlamına gelir. Detritusun kaya tahribatı ürünlerini ifade ettiği jeolojiden ödünç alınmıştır. Ekolojide döküntü, ayrışma sürecinde yer alan organik maddedir. Bu tür zincirler, birçok organizmanın rezervuarın üst aydınlatılmış katmanlarından ölü organizmaların oluşturduğu döküntülerin çökeltilmesiyle beslendiği derin göllerin ve okyanusların dibindeki toplulukların karakteristiğidir.
Orman biyosinozlarında kırıntı zinciri, ölü organik maddenin saprofag hayvanlar tarafından ayrışmasıyla başlar. Buradaki organik maddenin ayrışmasına en aktif katılım, topraktaki omurgasız hayvanlar (eklembacaklılar, solucanlar) ve mikroorganizmalar tarafından alınır. Ayrıca büyük saprofajlar da vardır - mineralizasyon işlemlerini gerçekleştiren organizmalar için (bakteri ve mantarlar için) bir substrat hazırlayan böcekler.
Mera zincirinin aksine, döküntü zinciri boyunca hareket ederken organizmaların boyutu artmaz, aksine azalır. Yani ikinci katta mezar kazan böcekler olabilir. Ancak zararlı zincirin en tipik temsilcileri, ölü maddeyle beslenen ve biyoorganiklerin en basit mineral ve organik maddeler durumuna ayrışma sürecini tamamlayan ve daha sonra yeşil bitkilerin kökleri tarafından çözünmüş halde tüketilen mantarlar ve mikroorganizmalardır. mera zincirinin tepesinde, böylece maddenin yeni bir hareket çemberi başlıyor.
Bazı ekosistemlerde meralar hakimken, diğerlerinde döküntü zincirleri hakimdir. Örneğin bir orman, döküntü zincirlerinin hakim olduğu bir ekosistem olarak kabul edilir. Çürüyen bir kütüğün ekosisteminde hiçbir otlatma zinciri yoktur. Aynı zamanda örneğin deniz yüzeyi ekosistemlerinde fitoplanktonların temsil ettiği üreticilerin neredeyse tamamı hayvanlar tarafından tüketilmekte ve cesetleri dibe çökmektedir. yayınlanan ekosistemden ayrılın. Bu tür ekosistemlere otlatma veya otlatma besin zincirleri hakimdir.
Genel kural herhangi biriyle ilgili besin zinciri,Şöyle diyor: Bir topluluğun her trofik seviyesinde, yiyeceklerden emilen enerjinin çoğu yaşamı sürdürmek için harcanır, dağılır ve artık diğer organizmalar tarafından kullanılamaz. Böylece her trofik seviyede tüketilen besinler tam olarak asimile edilmez. Bunun önemli bir kısmı metabolizmaya harcanır. Besin zincirindeki her bir sonraki halkaya geçtikçe, bir sonraki yüksek trofik seviyeye aktarılan toplam kullanılabilir enerji miktarı azalır.
