Цепь питания, консументы, продуценты. Передача энергии в цепях питания
Линейная энергетическая и материальная связь между различными организмами, один из которых является основой пищи для другого, называется пищевой цепью. Трофические (от греческого trophein — кормить) отношения в реальных экосистемах редко бывают строго линейными, они гораздо сложнее.
Структура пищевой цепи
Отдельные организмы делятся на три группы: производителей, потребителей и деструкторов с точки зрения их уровня трофеев в материальном цикле. Трофейные уровни представляют собой звенья цепи питания. Каждый уровень включает в себя все организмы с одинаковым положением в пищевой цепи.
Продуценты
Отправной точкой являются производители, которые вообще не питаются другими организмами, но могут служить им в качестве пищи. Это растения, водоросли, цианобактерии, фитопланктон. Они строят сложные органические соединения из простых неорганических веществ, находящихся в воде, почве и воздухе, используя энергию солнца. Этот процесс называется фотосинтезом, потребляется углекислый газ и выпускается кислород в воздух. Таким образом, продуценты формируют первое звено цепи питания экосистемы. В воде растительную основу составляют в основном зеленые водоросли, на суше преобладают высшие растения.
Цепь питания — продуценты
Консументы
Потребители — следующие звенья пищевых связей. В отличие от растений, животные не могут вырабатывать органические соединения из энергии солнца, неорганических веществ. Поэтому должны поглощать органику, чтобы получать энергию, белковые соединения, жиры и углеводы для развития и поддержания их жизненно важных функций. К консументам относятся травоядные (фитофаги) и хищники (зоофаги). Между ними расположены всеядные животные, к которым принадлежит и человек. В зависимости от сложности цепи питания организмов, выделяют несколько порядков потребителей: основной, первичный, вторичный и т.д.
консумент 1 порядка
Деструкторы
Конец цепи питания образуют бактерии, грибки и многие почвенные организмы, которые разрушают мертвые органические вещества и используют их для производства неорганических веществ, необходимых растениям для восстановления органических соединений.
деструкторы в пищевой цепи
Симбиоз и паразитизм в пищевой цепи
Тем не менее, более половины всех типов планеты живет внутри или на телах других организмов. Эта тесная связь между особями разных видов может быть как для взаимной выгоды (симбиоз), так и для одностороннего преимущества (паразитические виды).
Лишайник подходит в качестве примера симбиоза. Лишайники состоят из водорослей и грибов. Водоросли производят углеводы в процессе фотосинтеза, которые поглощаются грибами. Грибы, в свою очередь, обеспечивают водоросли водой и питательными солями. Омела, с другой стороны, является примером паразита. Она проникает в дерево хозяина и извлекает минералы и воду.
Симбиоз в природе
Виды цепей питания
В экологии различают две разновидности пищевых связей — пастбищная и детритная.
Пастбищная цепь питания
Потребительская или пастбищная цепь питания основана на продуцентах и сопровождается консументами разных порядков. Такие цепи преимущественно располагаются в наземных и водных частях экосистемы.
Пример цепи питания:
- Производитель: трава;
- Основной потребитель: насекомые;
- Вторичный потребитель: земноводные;
- Третичный потребитель: змеи;
- Конечный потребитель: хищные птицы.
Пример пастбищной цепи питания
Детритная цепь питания
Детритная пищевая цепь замыкает оборот веществ в природе. Она начинается с детрита — мертвого органического вещества, которое либо служит пищей мелким беспозвоночным организмам, либо разлагается бактериями или грибами. Заканчивается цепь разложения минерализацией, которая служит основой для продуцентов.
Наличие одного или нескольких общих звеньев устанавливает связь между пастбищной и детритной цепями. Благодаря этой взаимосвязи в экосистеме образуется сложная пищевая сеть, которая обеспечивает постоянный цикл превращения вещества и энергии.
Потоки энергии
Наземные составляющие цепей питания часто включают только 3 звена (трава → антилопа → лев). Водные — имеют 4-6 звеньев (фитопланктон → мелкий зоопланктон → крупный хищный зоопланктон → молодь рыб → крупная костистая рыба → акула или головоногий моллюск). Цепи не могут содержать более шести звеньев, так как передача энергии в цепях питания осуществляется с огромными потерями. Это связано с тем, что энергия, доступная каждому уровню трофея, также используется для наращивания биомассы или метаболической активности, и поэтому не вся энергия передается следующему звену.
Первичные производители генерируют самое высокое содержание энергии, травоядные и плотоядные животные показывают только пониженное количество. Например, для производства 1 кг говядины требуется 6-8 кг зерна. Фактически, более высокий уровень трофея имеет только 10% энергии предыдущих доступных звеньев, остальное теряется в виде тепла. Эта потеря увеличивается от уровня к уровню, так что число особей у животных на разных уровнях становится все меньше, в результате биомасса уменьшается все больше.
передача энергии в цепях питания
Материальный цикл
Вдоль всей цепочки консументы также потребляют подавляющее большинство питательных веществ, необходимых для создания биомассы. Оборот углерода непосредственно связан с оборотом энергии. Азот должен быть взят как часть белков, фосфор необходим для многих жизненно важных биологических функций (для синтеза ДНК и РНК). Сбалансированное потребление этих элементов может быть проблемой для травоядных. Например, древесина содержит много полезной энергии в форме восстановленного углерода (целлюлоза), но обычно мало пригодного для использования азота или фосфора.
Хотя биомасса, количество особей и доступная энергия резко уменьшаются с каждым уровнем трофея, ядовитые вещества и многочисленные загрязнители, могут накапливаться с каждым уровнем. Каждое животное на высоком уровне должно есть много добычи с более низких звеньев, чтобы удовлетворить свои энергетические потребности. В результате хищник поглощает все токсины, присутствующие в организме, от каждой жертвы. Поскольку человек находится в конце большинства цепей питания, в нем накапливается большое количество ядов, которые ранее не оказывали влияния на животных на более низких уровнях трофеев.
Источник
Задания 19. Экосистемная организация живой природы. Биосфера
1.Перед вами пищевая цепь: пшеница → саранча → ящерица → сова → орёл. Какой из этих организмов является основным конкурентом за пищу людей?
2.Выберите правильно составленную пищевую цепь.
1) листья укропа → землеройка → обыкновенный ёж → ястреб
2) листья укропа → обыкновенный ёж → ястреб
3) листья укропа → личинка майского жука → землеройка → обыкновенный ёж
4) листья укропа → гусеница бабочки махаон → большая синица → ястреб
одноклеточные водоросли → дафнии → . → орлан белохвост — под знаком «?» находится
1) обыкновенный перепел
3) обыкновенный скворец
4) ястреб перепелятник
4.Определите потребителя первого порядка в пищевой цепи:
хлебные злаки → шведская муха → паук → землеройка → горностай
2) хлебные злаки
4) шведская муха
5.Как получают энергию редуценты (разрушители)?
1) Они потребляют воду из почвы.
2) Они питаются растущими растениями.
3) Они используют энергию солнца.
4) Они питаются органическими веществами мёртвых организмов.
6.Как получают энергию продуценты (производители)?
1) Они потребляют воду из почвы.
2) Они используют энергию солнца.
3) Они питаются растущими растениями.
4) Они питаются мёртвыми организмами.
7.Как получают энергию консументы (потребители)?
1) Они используют энергию солнца.
2) Они потребляют воду из почвы.
3) Они питаются растущими растениями.
4) Они минерализуют органические вещества.
8.Какое из следующих утверждений справедливо для продуцентов (организмов — производителей органических веществ)?
1) Они извлекают энергию из употребляемых ими в пищу живых растений.
2) Они извлекают энергию из поедаемых ими остатков растений и животных.
3) Они используют энергию организма-хозяина.
4) Они используют солнечную энергию для создания органических веществ.
9.Какое из следующих утверждений справедливо для паразитов?
1) Они извлекают энергию из употребляемых ими в пищу живых растений.
2) Они извлекают энергию из поедаемых ими останков растений и животных.
3) Они используют солнечную энергию для создания органических веществ.
4) Они получают энергию из веществ организма-хозяина.
10.Какое из следующих утверждений справедливо для редуцентов (разрушителей)?
1) Они извлекают энергию из употребляемых ими в пищу живых растений.
2) Они извлекают энергию из поедаемых ими останков растений и животных.
3) Они используют солнечную энергию для создания органических веществ.
4) Они используют энергию организма-хозяина.
11.Какое из следующих утверждений справедливо для консументов (потребителей)?
1) Они разлагают органические вещества до неорганических.
2) Они извлекают энергию из неорганических веществ.
3) Они используют солнечную энергию для создания органических веществ.
4) Они извлекают энергию из поедаемых ими растений и животных.
12.В пищевой цепи:
листья капусты → полевой слизень → ? → лисица → орел — под знаком «?» находится
2) обыкновенный стриж
3) обыкновенный ёж
4) ястреб перепелятник
13.В озере, расположенном вблизи животноводческой фермы, неожиданно начали разрастаться водоросли. Что, вероятнее всего, является причиной этого разрастания?
1) понижение уровня воды в озере
2) снижение температуры воздуха
3) выброс газов из расположенного на ферме оборудования
4) попадание с фермы в озеро органических веществ
14.Если в процессе эволюции у животного сформировалось сердце, изображённое на рисунке, то органами дыхания животного, скорее всего, будут
15.Появление озонового экрана в биосфере Земли было связано с
1) возникновением процесса дыхания
2) превращением энергии в цепях питания
3) появлением хлорофилла
4) расселением живых организмов по всей поверхности суши
16.Участок территории или акватории, в пределах которого в целях обеспечения охраны определённых видов постоянно или временно запрещены отдельные формы хозяйственной деятельности, — это
3) ботанический сад
17.На рисунке показаны кости конечностей птицы (1), человека (2), динозавра (3) и кита (4).
Какое из следующих утверждений лучше всего подтверждается этими рисунками?
1) Они имели общего предка.
2) Они жили в одинаковых условиях обитания.
3) Они существовали на Земле в одно время.
4) Они были схожи по внешнему виду.
18.На рисунке изображено реконструированное ископаемое животное — ихтиостега. Многие учёные считают его ископаемой переходной формой между древними
1) земноводными и птицами
2) рыбами и земноводными
3) рыбами и пресмыкающимися
4) пресмыкающимися и птицами
19. Если в процессе эволюции у животного сформировался головной мозг, изображённый на рисунке, то его кровеносная система должна иметь
1) двухкамерное сердце и один круг кровообращения
2) трёхкамерное сердце и один круг кровообращения
3) трёхкамерное сердце и два круга кровообращения
4) четырёхкамерное сердце и два круга кровообращения
20.Какое значение в жизни животных имеет предупреждающая окраска?
1) отпугивает хищников
2) привлекает особей другого пола
3) делает животных незаметными в окружающей среде
4) обостряет внутривидовую борьбу за существование
21.Какая группа животных среди перечисленных возникла в процессе эволюции позже остальных?
1) плоские черви
4) круглые черви
22.Если в процессе эволюции у животного сформировались кожные покровы, изображённые на рисунке, то его кровеносная система должна иметь
1) трёхкамерное сердце и один круг кровообращения
2) четырёхкамерное сердце и два круга кровообращения
3) двухкамерное сердце и один круг кровообращения
4) трёхкамерное сердце и два круга кровообращения
23.Если в процессе эволюции у животного сформировались кожные покровы, изображённые на рисунке, то его кровеносная система должна иметь
1) четырёхкамерное сердце и два круга кровообращения
2) трёхкамерное сердце и один круг кровообращения
3) трёхкамерное сердце и два круга кровообращения
4) двухкамерное сердце и один круг кровообращения
24.Наибольшим преобразующим действием на планете обладает
1) колебание температур
2) живое вещество
3) колебание давления
4) смена дня и ночи
25. Если в процессе эволюции у животного сформировалось сердце, изображённое на рисунке, то органами дыхания животного должны быть
3) лёгочные мешки
26.Какие из перечисленных органов являются гомологами передних конечностей лошади?
1) крылья стрекозы
2) ласты пингвина
3) щупальца осьминога
27.Что лежало в основе эволюции растений?
1) естественный отбор
2) наследственная изменчивость
3) борьба за существование
4) естественная изоляция между видами
28.Какой из фактов свидетельствует о единстве органического мира?
1) сходство химического состава живых и неживых тел природы
2) клеточное строение всех организмов
3) наличие ископаемых форм растений и животных
4) сходство в строении между животными и человеком
29.Наиболее вероятными предками пресмыкающихся были древние
1) Кистепёрые рыбы
4) Двоякодышащие рыбы
30.Доказательство действия биологических факторов эволюции в современном
человеческом обществе — это
1) изменения в лексике, развитие науки и культуры у народов
2) увеличение частоты наследственных заболеваний у человека
3) рождение в популяциях человека метисов и мулатов
4) расселение людей по всей планете
31.Естественный отбор, в отличие от искусственного отбора,
1) проводится для создания новых сортов растений
2) способствует формированию полезных для человека признаков
3) происходит в живой природе постоянно
4) используется для улучшения пород животных
32.Какая система органов возникла у кольчатых червей в процессе эволюции?
33.Какая последовательность из предложенных правильно отражает схему классификации растений?
1) вид → род → семейство → класс → отдел
2) вид → отдел → класс → род → семейство
3) вид → семейство → род → класс → отдел
4) вид → класс → отдел → род → семейство
34. На рисунке изображен отпечаток археоптерикса. Многие учёные считают его ископаемой переходной формой между древними
1) птицами и млекопитающими
2) пресмыкающимися и птицами
3) пресмыкающимися и млекопитающими
4) земноводными и птицами
35.Какое из приведённых животных не относится к млекопитающим?
36.Какое из приведённых животных не встречается в лесах средней полосы России?
37.К морфо-физиологическим доказательствам эволюции можно отнести
1) распространение сумчатых в основном в Австралии
2) сходство эмбрионов рептилий и птиц
3) обнаружение окаменевших останков динозавров
4) сходное строение конечностей человека и лягушки
38.К биогеографическим доказательствам эволюции можно отнести
1) распространение сумчатых в основном в Австралии
2) обнаружение окаменевших останков динозавров
3) сходное строение конечностей человека и лягушки
4) сходство эмбрионов рептилий и птиц
39.Какое из перечисленных животных является эволюционно более древним?
1) человеческая аскарида
2) морская звезда
3) пресноводная гидра
4) рак отшельник
40.Ближайшими предками ресничных червей считаются
3) Круглые черви
4) Кольчатые черви
41.Организмы, как правило, приспосабливаются
1) к нескольким наиболее важным экологическим факторам
2) к одному наиболее существенному фактору
3) в основном к абиотическим факторам
4) в основном к биотическим факторам
42.Что из перечисленного относится к ароморфозам в эволюции растительного мира?
1) появление древесных форм
2) появление колючек
3) появление семян
4) появление хвои
43. На рисунке изображён отпечаток археоптерикса. Многие учёные считают его ископаемой переходной формой между древними
1) птицами и млекопитающими
2) пресмыкающимися и птицами
3) пресмыкающимися и млекопитающими
4) земноводными и птицами
44.Выберите эволюционно наиболее древнее из приведённых ниже животных.
45.Выберите эволюционно наиболее молодое из приведённых ниже животных.
46.Борьба за существование наиболее остро происходит между
1) акулами и рыбами–прилипалами
2) лисицами и волками
3) соснами в сосновом лесу
4) орешником и берёзами в смешанном лесу
47.Устойчивость рыжих тараканов к ядам, которые использует человек в борьбе с ними, формируется на основе
1) несовершенства ядов
2) искусственного отбора
3) наследственной изменчивости
4) ненаследственной изменчивости
48.Какой признак в строении сходен у современных пресмыкающихся и птиц?
1) кости, наполненные воздухом
2) сухая кожа, лишённая желёз
3) хвостовой отдел в позвоночнике
4) мелкие зубы в челюстях
49.К какому виду эволюционных приспособлений относят сезонные миграции птиц?
50.Если в процессе эволюции у животного сформировались кожные покровы, изображённые на рисунке, то его кровеносная система должна иметь
1) двухкамерное сердце и один круг кровообращения
2) трёхкамерное сердце и один круг кровообращения
3) трёхкамерное сердце и два круга кровообращения
4) четырёхкамерное сердце и два круга кровообращения
51. Если в процессе эволюции у животного сформировался головной мозг, изображённый на рисунке, то его кровеносная система должна иметь
1) двухкамерное сердце и один круг кровообращения
2) трёхкамерное сердце и один круг кровообращения
3) трёхкамерное сердце и два круга кровообращения
4) четырёхкамерное сердце и два круга кровообращения
Источник