Примеры цепей питания леса, пустыни, водоема
Баланс — важная часть экосистемы. Каждый организм участвует в одной или нескольких пищевых цепях, образуя сеть. Рассказываем, как построена система питания и передачи энергии в животном мире.
В природе все устроено гармонично: каждый вид занимает свое место в сети трофических связей, где энергия передается от одного организма к другому. Понимание того, как работают пищевые цепи и почему они не бывают бесконечно длинными, помогает осознать хрупкость экосистем и важность каждого звена в поддержании природного баланса. Разбираемся, из чего состоят пищевые цепи, какие они бывают, сколько в них звеньев и что будет, если одно убрать.
Что такое цепь питания?
Цепь питания — это последовательность живых организмов, где каждый предыдущий служит пищей для следующего [1]. Еще одно их название — трофические цепи, от греческого τροφή (trophē) — «еда» или «питание». В биологии оба термина обозначают процессы, связанные с питанием и передачей энергии между разными организмами.
Каждый участник цепи питания (звено) занимает свое положение — так называемый трофический уровень, который определяет его роль в потоке энергии:
- продуценты (растения) — первый уровень;
- консументы, поедающие их — второй;
- далее хищники — третий и последующие уровни;
- замыкают цепь редуценты, разлагающие органику.
Каждый уровень через поедание предыдущего получает энергию, однако большая ее часть теряется в процессе — рассеивается в виде тепла. Поэтому длина цепи, как правило, не превышает 4–5 звеньев.
Благодаря разнообразию видов существует трофическая сеть — это взаимоотношения по цепи разных видов. Например, тигр может питаться оленями и зайцами, те, в свою очередь, — разными видами растений, которыми также питаются птицы и белки. Таким образом формируется пищевая сеть.
Виды цепей питания
Выделяют две основные пищевые цепи. Они различаются по тем процессам, которые их запускают.
Пастбищная цепь (цепь выедания)
Пастбищные цепи начинаются с продуцентов — автотрофных организмов (зеленых растений, водорослей), которые с помощью фотосинтеза создают органические вещества из неорганических, используя солнечную энергию.
Следующее звено — консументы первого порядка (травоядные животные), которые поедают растения. Затем идут консументы второго и более высоких порядков — это хищники и всеядные, поедающие травоядных.
Пример: Трава → Кузнечик → Лягушка → Змея.
Для пастбищных цепей характерно то, что они лежат в основе надземных экосистем и зависят от способности растений аккумулировать солнечную энергию.
Детритная цепь (цепь разложения)
Детритные пищевые цепи, также называемые цепями разложения, формируются на основе мертвых органических остатков: опад листьев, древесина мертвых деревьев, трупы животных, экскременты. Первое звено в такой цепи занимают организмы-детритофаги. Это, например, мокрицы, термиты или личинки жуков, которые питаются разлагающимся материалом. Следующий уровень — хищники, охотящиеся на детритофагов, а замыкают процесс бактерии и грибы-редуценты, разлагая остатки до минеральных веществ.
Пример: Навоз → Жук-скарабей → Крот → Куница → Почвенные бактерии и грибы.
В подобной системе энергия, накапливаемая когда-то живыми организмами, постепенно передается по цепи, а конечные звенья возвращают минеральные вещества в почву. Благодаря этому замыкается круговорот веществ и поддерживается плодородие экосистемы.
В чистом виде цепи встречаются редко, чаще всего они сочетаются [2]. Связано это с тем, что в природе довольно мало организмов-монофагов, то есть тех, кто питается одним видом. Именно поэтому разные цепи смешиваются и складываются в пищевую сеть.
Один из классических примеров цепи, сочетающей пастбищный и детритный тип, можно наблюдать в лесной экосистеме. Такая комбинированная цепь начинается с живого растения (пастбищная часть), а на некоторых этапах использует детрит и детритофагов (детритная часть):
Пример: Листья дерева → гусеница (ест листья) → погибшая гусеница (детрит) → муравей (ест остатки гусеницы) → птица (ест муравья) → бактерии (разлагают остатки).
Составляющие цепей питания
Любая цепь питания состоит из разных групп организмов — каждый играет свою роль [3]:
- Продуценты — организмы, создающие органические вещества из неорганических (в основном — зеленые растения и водоросли).
- Консументы первого порядка — травоядные животные, питающиеся продуцентами.
- Консументы второго и следующего порядка — всеядные и хищники, питающиеся другими животными.
- Редуценты (деструкторы) — бактерии и грибы, разлагающие остатки и возвращающие неорганику в окружающую среду.
Примеры цепей питания
Цепей питания может быть множество. На одной поляне их будут десятки.
Лес
- Листва деревьев → Гусеница → Синица → Куница
- Ягоды → Мышь → Лиса
- Опавшие листья → Дождевой червь → Дрозд
Пустыня
- Злаковые растения → Саранча → Ящерица → Змея
- Опавшие остатки растений → Термит → Сурикат
Степь
- Трава → Кузнечик → Богомол → Паук → Змея
- Трава → Заяц степной → Волк степной
- Зерно (злаковые растения) → Мышь полевая → Филин
Пруд
- Водоросли → Дафния (мелкие рачки, зоопланктон) → Мелкая рыба (окунь) → Щука
- Ряска (водное растение) → Личинки комаров → Водомерка (насекомое) → Лягушка → Цапля
- Водоросли → Улитка → Лягушка → Цапля
Море
- Фитопланктон → Зоопланктон (мирный) → Хищный зоопланктон → Мелкая рыба (анчоус) → Крупная рыба (тунец) → Дельфин
- Фитопланктон → Зоопланктон → Кальмары → Хищные рыбы → Морские млекопитающие (например, кашалот)
- Фитопланктон → Зоопланктон → Усчатые киты (киты-фуражиры)
Под землей
- Опавшие листья → Дождевой червь → Еж → Лиса
- Корни растений → Тля (питается соком корней) → Муравьи (питаются тлей) → Паук
- Мертвые останки животных и растений → Мелкие почвенные насекомые (например, мокрицы) → Жужелица (жук-хищник)
Частые вопросы
Что будет, если в цепи питания исчезнет одно звено?
Если исчезает одно звено, может разрушиться вся цепь: животным следующего уровня будет нечем питаться, а предыдущие могут размножиться чрезмерно, вызывая дисбаланс в экосистеме.
Примеров таких случаев в природе немало. В середине ХХ века на остров Гуам в Тихом океане случайно завезли инвазивных змей бойги. Естественных врагов в новом месте у них не оказалось [4]. Бойги начали стремительно размножаться и уничтожили множество видов птиц, млекопитающих и рептилий, которые никогда раньше не встречались со змеями и не могли защититься от хищников. Как результат, исчезновение птиц сильно повлияло на экосистему:
- Лес стал тише из-за отсутствия птичьих голосов.
- Птицы, которые опыляли цветы и распространяли семена, исчезли, что снизило размножение и рост растений.
- Появилось изобилие змей и пауков, так как их естественные враги исчезли.
- Экосистема лишилась своей природной стабильности и разнообразия.
Люди предпринимают усилия по борьбе со змеями, но экосистема острова уже утратила свое биоразнообразие.
Почему в пустыне цепь питания короче, чем в лесу?
В пустыне меньше пищи (растительности и воды), поэтому цепочки обычно короче и состоят из меньшего числа звеньев [5]. Детритные цепи более энергоемки, как в лесах, а в пустынях продукция растений и животных ограничена, что сокращает количество уровней в пищевых цепях.
Чем отличается пищевая цепь от пищевой сети?
Цепь питания — это одна линейка организмов, а пищевая сеть — это множество пересекающихся цепей: один вид может быть звеном сразу в нескольких цепях.
Какая самая длинная цепь питания бывает в природе?
Длина пищевых цепей обусловлена их особенностью потери энергии на каждом звене. Это свойство подтверждено правилом Линдемана, которое гласит, что в среднем каждое следующее звено в пищевой цепи получает на 10% меньше энергии [6]. Поэтому обычно цепь не превышает 4–5 звеньев. Реже встречаются более длинные цепи, и они, как правило, включают паразитов, которые питаются также энергией хозяина, а не тратят свою на переваривание пищи.
Главное о цепи питания
- Это последовательность организмов в соответствии с тем, кто для кого представляет пищевую ценность.
- Различают продуценты, консументы, хищников и редуценты в зависимости от уровня организма в цепи.
- Существует два типа цепей — пастбищная (начинается с живых растений) и детритная (основана на мертвой органике), которые в природе обычно сочетаются.
- Исчезновение одного звена разрушает цепь и вызывает дисбаланс экосистемы.
- Длина цепей зависит от доступности ресурсов: в пустынях они короче из-за ограниченности пищи и воды, в лесах — длиннее и сложнее.
- Правило Линдемана ограничивает длину цепей передачей только 10% энергии следующему звену, хотя паразиты могут формировать более длинные цепи.
Читайте также:
Sky News сообщил о начале переговоров России, США и Украины в ОАЭ
Начало переговоров России, США и Украины в Абу-Даби. Спецэфир РБК
В Кремле оценили переговоры фразой «на время никто внимания не обращает»