Основные законы и следствия трофических отношений. Сообщества

Пищевые отношения не только обеспечивают энергетические потребности организмов. Они играют в природе и другую важную роль – удерживают виды в сообществах , регулируют их численность и влияют на ход эволюции. Пищевые связи чрезвычайно разнообразны.

Рис. 1. Гепард в погоне за добычей

Типичные хищники тратят много сил на то, чтобы выследить добычу, догнать ее и поймать (рис. 1). У них развито специальное охотничье поведение. Им надо много жертв в течение жизни. Обычно это сильные и активные животные.

Животные-собиратели тратят энергию на поиск семян или насекомых, т. е. мелкой добычи. Овладение найденным кормом для них не представляет труда. У них развита поисковая активность, но нет охотничьего поведения.

Пасущиеся виды не тратят много сил на поиск корма, обычно его достаточно много вокруг, и основное время у них уходит на поглощение и переваривание пищи.

В водной среде широко распространен такой способ овладения пищей, как фильтрация, а на дне – заглатывание и пропускание через кишечник грунта вместе с пищевыми частицами.

Рис. 2. Отношения хищник-жертва (волки и северные олени)

Последствия пищевых связей наиболее ярко проявляются в отношениях хищник – жертва (рис. 2).

Если хищник питается крупными, активными жертвами, которые могут убегать, сопротивляться, прятаться, то в живых остаются те из них, кто делает это лучше других, т. е. имеет более зоркие глаза, чуткие уши, развитую нервную систему, мускульную силу. Таким образом, хищник ведет отбор на совершенствование жертв, уничтожая больных и слабых. В свою очередь, и среди хищников тоже идет отбор на силу, ловкость и выносливость. Эволюционное следствие этих отношений – прогрессивное развитие обоих взаимодействующих видов: и хищника, и жертвы.

Г.Ф. Гаузе
(1910 – 1986)

Российский учёный, основоположник экспериментальной экологии

Если же хищники питаются малоактивными либо мелкими, не способными сопротивляться им видами, это приводит к другому эволюционному результату. Погибают те особи, которых хищник успевает заметить. Выигрывают менее заметные или чем-то неудобные для захвата жертвы. Так осуществляется естественный отбор на покровительственную окраску, твердые раковины, защитные шипы и иглы и другие орудия спасения от врагов. Эволюция видов идет в сторону специализации по этим признакам.

Самый существенный результат трофических взаимосвязей – сдерживание роста численности видов. Существование пищевых отношений в природе противостоит геометрической прогрессии размножения.

Для каждой пары видов хищника и жертвы результат их взаимодействия зависит прежде всего от их количественных соотношений. Если хищники ловят и уничтожают своих жертв примерно с той же скоростью, с какой эти жертвы размножаются, то они могут сдерживать рост их численности. Именно такие результаты этих взаимосвязей чаще всего характерны для устойчивых природных сообществ . Если скорость размножения жертв выше, чем скорость поедания их хищниками, происходит вспышка численности вида. Хищники уже не могут сдерживать его численность. Это тоже временами встречается в природе. Обратный результат – полное уничтожение жертвы хищником – в природе очень редок, а в экспериментах и в нарушенных человеком условиях встречается чаще. Связано это с тем, что с падением численности какого-либо вида жертв в природе хищники переключаются на другую, более доступную добычу. Охота только за редким видом отнимает слишком много энергии и становится невыгодной.

В первой трети нашего века было открыто, что отношения хищник – жертва могут быть причиной регулярных периодических колебаний численности каждого из взаимодействующих видов. Это мнение особенно окрепло после результатов исследований русского ученого Г. Ф. Гаузе. В своих экспериментах Г. Ф. Гаузе изучал, как изменяется в пробирках численность двух видов инфузорий, связанных отношениями хищник – жертва (рис. 3). Жертвой был один из видов инфузорий-туфелек, питающийся бактериями, а хищником – инфузория-дидиниум, поедающая туфелек.

Рис. 3. Ход численности инфузории-туфельки
и хищной инфузории дидиниума

Вначале численность туфельки росла быстрее, чем численность хищника, который вскоре получил хорошую кормовую базу и тоже стал быстро размножаться. Когда скорость поедания туфелек сравнялась со скоростью их размножения, рост численности вида прекратился. А так как дидиниумы продолжали ловить туфелек и размножаться, скоро выедание жертв намного превысило их пополнение, количество туфелек в пробирках начало резко снижаться. Спустя некоторое время, подорвав свою кормовую базу, прекратили деление и начали погибать дидиниумы. При некоторых модификациях опыта цикл повторился сначала. Беспрепятственное размножение оставшихся в живых туфелек вновь увеличило их обилие, а вслед за ними пошла вверх и кривая численности дидиниумов. На графике кривая численности хищника следует за кривой жертвы со сдвигом вправо, так что изменения их обилия оказываются несинхронны.

Рис. 4. Снижение численности рыб в результате перепромысла:
красная кривая – мировой промысел трески; синяя кривая – то же для мойвы

Таким образом было доказано, что взаимодействия хищника и жертвы могут при известных условиях приводить к регулярным циклическим колебаниям численности обоих видов. Ход этих циклов можно рассчитать и предсказать, зная некоторые исходные количественные характеристики видов. Количественные законы взаимодействия видов в их пищевых связях очень важны для практики. В рыболовстве, добыче морских беспозвоночных, пушном промысле, спортивной охоте, сборе декоративных и лекарственных растений – везде, где человек уменьшает в природе численность нужных ему видов, он с экологической точки зрения выступает по отношению к этим видам в роли хищника. Поэтому важно уметь предвидеть последствия своей деятельности и организовать ее так, чтобы не подорвать природные запасы.

В рыболовстве и промысле необходимо, чтобы при снижении численности видов нормы промысла также уменьшались, как это бывает в природе, когда хищники переключаются на более легко доступную добычу (рис. 4). Если же, наоборот, стремиться всеми силами добывать сокращающийся вид, он может не восстановить свою численность и прекратить свое существование. Таким образом, в результате перепромысла по вине людей уже исчез с лица Земли ряд видов, бывших когда-то очень многочисленными: европейские туры, странствующие голуби и другие.

При случайном или намеренном уничтожении хищников какого-либо вида сначала возникают вспышки численности его жертв. Это тоже приводит к экологической катастрофе либо в результате подрыва видом собственной кормовой базы, либо – распространения инфекционных заболеваний, которые часто бывают гораздо более губительны, чем деятельность хищников. Возникает явление экологического бумеранга, когда результаты оказываются прямо противоположными начальному направлению воздействия. Поэтому грамотное использование природных экологических законов – основной путь взаимодействия человека с природой.

Дата публикации: 13.09.16

Литневская Анна Андреевна МОУ-СОШ с Орловское Марксовского района

Учитель экологии

Тема урока:

ЗАКОНЫ И СЛЕДСТВИЯ ПИЩЕВЫХОТНОШЕНИЙ

Цель : изучить законы и следствия пищевых отношений.

Задачи: подчеркнуть всеобщность, разнообразие и чрезвычайную роль пищевых отношений в природе. Показать, что именно пищевые связи объединяют все живые организмы в единую систему и являются также одним из важнейших факторов естественного отбора.

Оборудование: графики, отражающие колебания численности в отношениях «хищник - жертва»; гербарные образцы насекомоядных растений; влажные препараты (ленточные черви, печеночный сосальщик, пиявки); коллекции насекомых (божья коровка, муравей, овод, слепень); изображения растительноядных грызунов, млекопитающих (орел, тигр, корова, зебра, усатые киты).

I . Организационный момент.

П. Проверка знаний. Тестовый контроль.

1. Светолюбивые травы, растущие под елью, являются типич
ными представителями следующего типа взаимодействий:

а) нейтрализм;

б) аменсализм;

в) комменсализм;

г) протокооперация.

2. Тип взаимоотношений следующих представителей живот
ного мира можно классифицировать как «нахлебничество»:

а) рак-отшельник и актиния; б)крокодил и воловья птица;

в) акула и рыбы-прилипалы;

г) волк и косуля.

3. Животное, которое нападает на другое животное, но по
едает только часть его вещества, редко вызывая гибель, отно
сится к числу:

а) хищников;

б) плотоядных;

г) всеядных.

4. Копрофагия встречается:
а) у зайцев; б) у бегемотов;

в) у слонов;

г) у тигров.
5. Аллелопатия - это взаимодействие при помощи биологически активных веществ, свойственное следующим организмам:

а) растениям;

б) бактериям;
в)грибам;
г) насекомым.

6. Не вступают в симбиотические отношения:

а) деревья и муравьи;

б) бобовые и бактерии ризобиум;

в) деревья и микоризные грибы;

г) деревья и бабочки.

а) фитофтора;

б) вирус табачной мозаики;

в) шампиньон, опенок луговой;

г) повилика, заразиха.

а) едят только наружные покровы жертвы;

б) занимают сходную эконишу;

в) нападают в основном на ослабленных особей;

г) имеют сходные приемы охоты на жертву.

9. Осы-наездники являются:

б) хищниками с чертами редуцентов;

в) стеблевых нематод;

г) ржавчинные грибы.

а) грибов; б)червей;

б)заразиха;

в) омела белая;

г) головня.

а) амеба -» опалина - лягушка;

б) лягушка -> опалина - амеба;

в) грибы -* лягушка -> опалина;

г) лягушка -* амеба - опалина.

III . Изучение нового материала. 1.Рассказучителя.

Жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии, которая через растения передается всем остальным организмам, создающим пищевую, или трофическую, цепь: от продуцентов к кон-сументам, и так 4-6 раз с одного трофического уровня на другой.

Трофический уровень -это место каждого звена в пищевой цепи. Первый трофический уровень - это продуценты, все остальные - консументы. Второй уровень - это растительноядные консументы; третий - плотоядные консументы, питающиеся растительноядными формами; четвертый - консументы, потребляющие других плотоядных, и т. д.

Следовательно, можно и консументов разделить по уровням: консументы первого, второго, третьего и т. д. порядков.

Энергетические затраты связаны прежде всего с поддержанием метаболических процессов, которые называют тратой на дыхание; меньшая часть затрат идет на рост, а остальная часть пищи выделя-ется в виде экскрементов. В конечном итоге большая часть энергии превращается в тепловую и рассеивается в окружающей среде, а на следующий, более высокий трофический уровень передается н е более 10% энергии от предыдущего.

Однако такая строгая картина перехода энергии с уровня на уровень не совсем реальна, так как трофические цепи экосистем сложно переплетаются, образуя трофические сети.

Например, морские выдры питаются морскими ежами, которые едят бурые водоросли; уничтожение охотниками выдр привело к уничтожению водорослей вследствие роста популяции ежей. Когда запретили охоту на выдр, водоросли стали возвращаться на места обитания.

Значительную часть гетеротрофов составляют сапрофаги и са-профиты (грибы), использующие энергию детрита. Поэтому различают два вида трофических цепей: цепи выедания, или пастбищные, которые начинаются с поедания фотосинтезирую-щих организмов, и детритные цепи разложения, которые начинаются с разложения остатков отмерших растений, трупов и экскрементов животных. Итак, поток лучистой энергии в экосистеме распределяется по двум видам трофических сетей. Конечный итог: рассеивание и потеря энергии, которая, чтобы существовала жизнь, должна возобновляться.

2. Работа с учебником в малых группах .

Задание 2. Укажите особенности пищевых отношений типичных хищников. Приведите примеры.

Задание 3. Укажите особенности пищевых отношений животных-собирателей. Приведите примеры.

Задание 4. Укажите особенности пищевых отношений пасущихся видов. Приведите примеры.

Примечание: учителю следует обратить внимание учащихся на то, что в иноязычной литературе термин, обозначающий отношения типа

В связи с этим необходимо иметь в виду, что термин «хищник» употребляется в литературе по экологии в узком и широком смыслах.

Ответ к заданию 1.

Используют хозяина как постоянное или временное место жительства;

Ответ к заданию 2.

Типичные хищники тратят много сил на поиск, выслеживание и поимку добычи; убивают жертву практически сразу после нападения. У животных развито специальное охотничье поведение. Примеры - представители отряда хищных, куньих и др\

Ответ к заданию 3.

Животные-собиратели тратят энергию только на поиск и сбор мелкой добычи. К собирателям относятся многие зерноядные грызуны, куриные птицы, грифы-падалыцики, муравьи. Своеобразные собиратели - фильтраторы и грунтоеды водоемов и почв.

Ответ к заданию 4.

Пасущиеся виды питаются обильным кормом, который не нужно долго искать и который легко доступен. Обычно это растительноядные организмы (тли, копытные), а также некоторые плотоядные (божьи коровки на колонии тлей).

3. Д и с к у с с и я.

Вопрос. В каком направлении идет эволюция видов в случае

с типичными хищниками? Примерный ответ.

Прогрессивная эволюция как хищников, так и их жертв направлена на совершенствование нервной системы, в том числе органов чувств, и мышечной системы, так как отбор поддерживает у жертв те свойства, которые помогают им спастись от хищников, а у хищников - те, которые помогают в добывании пищи.

Вопрос. В каком направлении идет эволюция в случае собирательства?

Примерный ответ.

Эволюция видов идет по пути специализации: отбор у жертв поддерживает признаки, делающие их менее заметными и менее удобными для сбора, а именно покровительственную или предупреждающую окраску, подражательное сходство, мимикрию.

В о п р о с. В каких ситуациях человек выступает в роли типичного хищника?

Примерный ответ.

При использовании промысловых видов (рыба, дичь, пушные и копытные звери);

При уничтожении вредителей.

Примечание: учителю следует акцентировать внимание на том, что в идеальном случае, при грамотной эксплуатации промысловых объектов (рыба в море, кабаны и лоси в лесу, древесина), важно уметь предвидеть последствия этой деятельности, чтобы удержаться на тонкой грани между допустимым и чрезмерным использованием ресурса. Цель деятельности человека - сохранить и приумножить число «жертв» (ресурс).

IV. Закрепление нового материала .

Учебник, §9, вопросы 1-3. Ответ на вопрос 1.

Не всегда. Гнездовая территория может вместить только определенное число птиц. Размеры индивидуальных участков определяют, какое число вывешенных дуплянок будет занято. Темп размножения вредителя может оказаться настолько высоким, что имеющееся количество птиц не сможет значительно снизить его численность.

Ответ на вопрос 2.

Упрощение модели состоит в следующем: не учли, что жертвы могут убегать и прятаться от хищников, хищники - питаться разными жертвами; в реальности плодовитость хищников зависит не только от кормовой базы и т. п., то есть отношения в природе гораздо сложнее.

Ответ на вопрос 3.

Для лосей улучшилась кормовая база и уменьшилась гибель от хищников. Разрешение на умеренную охоту дается в том случае, если высокая численность лося начинает отрицательно сказываться на восстановлении лесов.

V /Домашнее задание: § 9, задание 1; дополнительная информация.

Цель : изучить законы и следствия пищевых отношений.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Тема урока: ЗАКОНЫ И СЛЕДСТВИЯ ПИЩЕВЫХ ОТНОШЕНИЙ

Цель : изучить законы и следствия пищевых отношений.

Задачи: подчеркнуть всеобщность, разнообразие и чрезвычайную роль пищевых отношений в природе. Показать, что именно пищевые связи объединяют все живые организмы в единую систему и являются также одним из важнейших факторов естественного отбора.

Оборудование: графики, отражающие колебания численности в отношениях «хищник - жертва»; гербарные образцы насекомоядных растений; влажные препараты (ленточные черви, печеночный сосальщик, пиявки); коллекции насекомых (божья коровка, муравей, овод, слепень); изображения растительноядных грызунов, млекопитающих (орел, тигр, корова, зебра, усатые киты).

I. Организационный момент.

П. Проверка знаний. Тестовый контроль.

а) нейтрализм;

б) аменсализм;

в) комменсализм;

г) протокооперация.

а) рак-отшельник и актиния; б)крокодил и воловья птица;

в) акула и рыбы-прилипалы;

г) волк и косуля.

а) хищников;

б) плотоядных;

г) всеядных.

4. Копрофагия встречается:
а) у зайцев;

б) у бегемотов;

в) у слонов;

а) растениям;

б) бактериям;
в)грибам;
г) насекомым.

6. Не вступают в симбиотические отношения:

а) деревья и муравьи;

б) бобовые и бактерии ризобиум;

в) деревья и микоризные грибы;

г) деревья и бабочки.

а) фитофтора;

б) вирус табачной мозаики;

в) шампиньон, опенок луговой;

г) повилика, заразиха.

а) едят только наружные покровы жертвы;

б) занимают сходную эконишу;

в) нападают в основном на ослабленных особей;

г) имеют сходные приемы охоты на жертву.

9. Осы-наездники являются:

б) хищниками с чертами редуцентов;

а) блох;

б) вшей;

в) стеблевых нематод;

г) ржавчинные грибы.

а) грибов; б)червей;

в) рыб;

г) птиц.

б)заразиха;

в) омела белая;

г) головня.

а) амеба -» опалина - лягушка;

б) лягушка -> опалина - амеба;

в) грибы - * лягушка -> опалина;

г) лягушка - * амеба - опалина.

III. Изучение нового материала. 1.Рассказ учителя.

2. Работа с учебником в малых группах.

Задание 2. Укажите особенности пищевых отношений типичных хищников. Приведите примеры.

Задание 3. Укажите особенности пищевых отношений животных-собирателей. Приведите примеры.

Задание 4. Укажите особенности пищевых отношений пасущихся видов. Приведите примеры.

Ответ к заданию 1.

Ответ к заданию 2.

Ответ к заданию 3.

Ответ к заданию 4.

3. Д и с к у с с и я.

Вопрос. В каком направлении идет эволюция видов в случае

с типичными хищниками? Примерный ответ.

Вопрос. В каком направлении идет эволюция в случае собирательства?

Примерный ответ.

В о п р о с. В каких ситуациях человек выступает в роли типичного хищника?

Примерный ответ.

При использовании промысловых видов (рыба, дичь, пушные и копытные звери);
при уничтожении вредителей.

Ответ на вопрос 2.

Упрощение модели состоит в следующем: не учли, что жертвы могут убегать и прятаться от хищников, хищники - питаться разными жертвами; в реальности плодовитость хищников зависит не голько от кормовой базы и т. п., то есть отношения в природе гораздо сложнее.

Ответ на вопрос 3.

Домашнее задание: § 9, задание 1; дополнительная информация.

1) заяц – клевер;

2) дятел – короеды;

3) лиса – заяц;

4) человек – аскарида;

5) медведь – лось;

6) медведь – личинки пчел;

7) синий кит – планктон;

8) корова – тимофеевка;

9) гриб трутовик – береза;

10) карп – мотыль;

11) стрекоза – муха;

12) моллюск беззубка – простейшие;

13) тля – щавель;

14) гусеница сибирского шелкопряда – пихта;

15) кузнечик – злак мятлик;

16) губка – простейшие;

17) вирус гриппа – человек;

18) коала – эвкалипт;

19) жук божья коровка – тля.

138. Выберите правильный ответ. Результатом пищевых отношений между популяциями лисиц и зайцев станет:

а) уменьшение численности обеих популяций;

б) регуляция численности обеих популяций;

в) увеличение численности обеих популяций.

139. Объясните следующие факты: а) при массовом отстреле хищных птиц (ястребов, филинов), питающихся куропатками и тетеревами, численность последних сначала увеличивается, а затем падает; б) при истреблении волков со временем снижается и численность оленей на тех же территориях.

140. Укажите, к каким из перечисленных групп относятся организмы.

Список организмов:

3) росянка;

4) иксодовый клещ;

6) бычий цепень;

7) дафния;

8) кролик;

11) гриб трутовик;

13) подберезовик;

14) палочка Коха;

16) самка комара;

17) дождевой червь;

18) личинка навозной мухи;

19) колорадский жук;

21) клубеньковые бактерии;

22) жук-скарабей.

141. Объясните, почему в Китае вслед за уничтожением воробьев резко снизился урожай зерновых.

142. Сойки осенью питаются преимущественно желудями дуба. Множество желудей они закапывают в землю в качестве запаса на зиму и раннюю весну. Опишите, в чем взаимная выгода отношений данных видов.

143. Укажите тип биотических отношений, который соответствует паре взаимодействующих видов в лесу (рис.).

144. В середине лета, после пожара, на участке гари возник очаг размножения короедов: все живые деревья, тронутые пожаром, оказались поврежденными вредителями. Объясните почему.

145. Как можно использовать явление хищничества и паразитизма в сельском хозяйстве? Приведите конкретные примеры.

146. Известно, что на соснах кормится множество насекомых: пилильщиков, долгоносиков, короедов, усачей и др. Почему вредители в основном обитают на больных деревьях и обходят стороной здоровые, молодые сосны?

147. Один и тот же организм может быть по отношению к разновозрастным особям другого вида то хищником, то жертвой. Приведите примеры.

148. Важнейшее значение имеют пищевые взаимоотношения между особями внутри вида. Питание себе подобными – каннибализм – довольно распространенное явление у рыб. Приведите примеры.

149. Создавая математическую модель изменения численности хищника и жертвы, А. Лотка и В. Вольтера допустили, что количество хищников зависит только от двух причин: числа жертв (чем больше кормовая база, тем интенсивнее размножение) и скорости естественной убыли хищников. При этом они понимали, что сильно упростили отношения, имеющиеся в природе. В чем заключается это упрощение?

150. Взаимоотношения в биоценозе, заключающиеся в создании одним видом среды обитания для другого, называются:

а) трофические; б) топические; в) форические; г) фабрические.

151. Опылитель и опыляемое растение являются примером взаимоотношений:

а) трофических; б) топических; в) форических; г) фабрических.

153. Конкуренция за объект питания является примером взаимоотношений: а) трофических; б) топических; в) форических; г) фабрических.

154. Межвидовые взаимоотношения в биоценозе, основанные на участии одного вида в распространении другого, называются: а) топическими; б) форическими; в) фабрическими; г) трофическими.

155. Строительство птицами гнезд из различных природных материалов является примером взаимоотношений: а) трофических; б) топических; в) форических; г) фабрических.

156. Межвидовые взаимоотношения в биоценозе, основанные на пищевых отношениях, называются: а) топическими; б) форическими; в) фабрическими; г) трофическими.

Взаимополезные
5

Полезно-нейтральные
8

полезно-вредные
12

Взаимовредные
14

2. ЗАКОНЫ И СЛЕДСТВИЯ ПИЩЕВЫХ ОТНОШЕНИЙ
Все живые организмы связаны между собой и не могут существовать отдельно друг от
друга, образуя биоценоз, включающий в себя растения, животных и микроорганизмы.
Компоненты окружающей биоценоз среды (атмосфера, гидросфера и литосфера) образуют
биотоп Живые организмы и среда их обитания образуют единый природный комплекс -
экологическую систему.
Постоянный обмен энергией, веществом и информацией между биоценозом и биотопом
формирует из них совокупность, функционирующую как единое целое - биогеоценоз.
Биогеоценоз является устойчивой саморегулирующейся экологической системой, в
которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с
неорганическими (воздух, вода, почва) и представляет собой минимальную составную
часть биосферы.
Термин "биоценоз" ввёл немецкий зоолог и ботаник К. Мёбиус в 1877 году для описания
всех организмов, заселяющих определённую территорию и их взаимоотношений.
Концепция биотопа была выдвинута немецким зоологом Э. Геккелем в 1899 году, а сам
термин "биотоп" ввёл в 1908 году профессор Берлинского зоологического музея Ф. Даль.
Термин "биогеоценоз" в 1942 году ввёл российский геоботаник, лесовод и географ
В. Сукачёв.
17

Любой биогеоценоз является экологической системой Любой
биогеоценоз является экологической системой, однако, не
каждая экологическая система является биогеоценозом
(экологическая система может не включать в себя почву или
растения, например, заселённые в процессе разложения
различными организмами ствол дерева или погибшее
животное).
Различают два вида экологических систем:
1) естественные - созданные природой, устойчивые во
времени и не зависящие от человека (луг, лес, озеро, океан,
биосфера и т.п.);
2) искусственные - созданные человеком и неустойчивые во
времени (огород, пашня, аквариум, теплица и т.п.).
18

Важнейшим свойством естественных экологических
систем является их способность к саморегулированию
- они находятся в состоянии динамического
равновесия, поддерживая свои основные параметры во
времени и в пространстве.
При любом внешнем воздействии, выводящем
экологическую систему из состояния равновесия в ней
усиливаются процессы, ослабляющие данное
воздействие и система стремится вернуться в состояние
равновесия - принцип Ле Шателье – Брауна.
Природную экологическую систему из состояния
равновесия выводит изменение её энергии в среднем на
1% (правило одного процента).
Важнейшим выводом из приведённого выше правила
является ограничение потребления биосферных
ресурсов относительно безопасной величиной в 1%, при
том, что в настоящее время данный показатель
19
примерно в 10 раз выше.

В экологических системах живые организмы В
экологических системах живые организмы связаны между
собой трофическими (пищевыми) связями, по месту в
которых они делятся на:
1) продуцентов, производящих из неорганических веществ
первичные органические (зелёные растения);
2) консументов, не способных самостоятельно производить
органические вещества из неорганических и потребляющих
готовые органические вещества (все животные и
большинство микроорганизмов);
3) редуцентов, разлагающих органические вещества и
преобразующих их в неорганические (бактерии, грибы,
некоторые другие живые организмы).
20

Трофические связи, обеспечивающие перенос энергии и вещества
между живыми организмами, лежат в основе трофической (пищевой)
цепи, образованной трофическими уровнями, заполненными живыми
организмами, занимающими одинаковое положение в общей
трофической цепи. Для каждого сообщества живых организмов
характерна своя трофическая структура, которая описывается
экологической пирамидой, каждый из уровней которой отражает массы
живых организмов (пирамида биомасс), либо их численность (пирамида
чисел Элтона), либо энергию, заключённую в живых организмах
(пирамида энергий).
С одного трофического уровня экологической пирамиды на следующий,
более высокий, передаётся, в среднем, не более 10% энергии - закон
Линдемана (правило десяти процентов). Поэтому трофические цепи,
как правило, включают в себя не более 4–5 звеньев, а на концах
трофических цепей не может находиться большого количества крупных
живых организмов.
Графические модели в виде пирамид разработал в 1927 году британский
21
эколог и зоолог Ч. Элтон.

При изучении биотической структуры экосистем становится
очевидным, что одними из важнейших взаимоотношений
между организмами являются пищевые, или трофические,
связи.
Термин "цепь питания" предложил Ч. Элтон в 1934 году.
Цепи питания, или трофические цепи, - это пути
переноса энергии пищи от ее источника (зеленого
растения) через ряд организмов на более высокие
трофические уровни.
Трофический уровень - это совокупность всех живых
организмов, относящихся к одной звена пищевой цепи.
22

3. ЗАКОНЫ КОНКУРЕНТНЫХ ОТНОШЕНИЙ В ПРИРОДЕ
Совместное проживание на одной и той же территории сходных
видов со сходными же потребностями неминуемо приводит к
вытеснению или полному вымиранию одного из видов.
В опытах Г.Ф.Гаузе были использованы два вида инфузорий:
туфелька хвостатая и туфелька ушастая. Эти два вида питаются
бактериальной взвесью, и если они находятся в разных пробирках,
то прекрасно себя чувствуют. Гаузе помещал данные схожие виды в
одну пробирку с сенным настоем и пришел к следующим
результатам:
- если инфузориям давали бактериальную взвесь, то постепенно
исчезали особи туфельки хвостатой (они более чувствительны к
продуктам жизнедеятельности бактерий), численность туфельки
ушастой также уменьшалась по сравнению с контрольной
пробиркой;
- если в пробирках вместо бактерий использовали дрожжи, то
исчезали особи инфузории ушастой.
33

Г. Ф. Гаузе (1910–1986)
Опыт Гаузе: конкуретное исключение
34

Г.Ф.Гаузе выведен закон конкурентного исключения:
близкие
виды
со
схожими
экологическими
требованиями не могут длительно совместно
существовать.
Из этого следует, что в природных сообществах будут
выживать только те
виды, у которых имеются
различные экологические требования. Особенно
интересны случаи акклиматизации человеком тех
видов, которых в данных экологических условиях
раньше не было. Обычно таки случаи приводят к
исчезновению схожих видов.
35

Однако, в природе может наблюдаться совместное успешное
обитание совершенно схожих видов: синицы после выведения
потомства объединяются в совместные стайки для поиска корма.
Оказалось, что синицы используют для поиска корма различные
места – длиннохвостые синицы обследуют концы ветвей,
синицы – гаички толстые основания ветвей, большие синицы
обследуют и снег, и пни, и кусты.
Кроме того, если экосистемы богаты видами, то вспышек
отдельных видов не происходит. Хуже обстоит дело в тех
экосистемах, где человек, уничтожая один вид, дает возможность
другому виду неограниченно размножаться.
Конкуренция - один из основных типов
взаимозависимости видов, влияющих на состав природных
сообществ.
36

Список литературы
1.Степановских А.С. Общая экология: Учебник для
вузов. М.: ЮНИТИ, 2001. 510 с.
2.Радкевич В.А. Экология. Минск: Вышэйшая школа,
1998. 159 с.
3.Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи,
популяции и сообщества / Пер. с англ. М.: Мир, 1989.
Том. 2..
4.Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа, 2003. 512 с.
(СВЕТ, циклы)

Основные законы и следствия трофических отношений. Сообщества

Скачать:

Предварительный просмотр:

Еще по теме статьи: