Потоки вещества и энергии в экосистеме

Продуценты, консументы, редуценты

Организмы, входящие в состав экосистем, связаны друг о другом пищевыми отношениями. По типу питания различают следующие группы организмов:

1. Автотрофы(их еде называют продуцентами) Это зелёные растения создающие в процессе фотосинтеза органические вещества. За это и назвали их продуцентами. Продуценты - аккумуляторы солнечной энергии.

2. Гетеротрофы. Эти организмы не способны сами создавать органические вещества, они живут за счет использования органических веществ, а вместе с органическими веществами и энергией, заключённой в них, синтезированных автотрофами (продуцентами).

Заяц, волк, воробей, бабочка порхающая над лугом в тёплый летний день, многочисленные насекомые и наконец, человек - все это пример гетеротрофов (их еще называют консументами).

3. Редуценты. Они тоже сами не создают органических веществ, а живут за счет энергии полученной при разложении остатков мертвых растений и .животных. Это в основном многочисленные микроорганизмы, грибы.

Рассмотрим простейшую пищевую цепь экосистемы широколиственного леса: растение – заяц – лиса. Первое звено цепи - растение - называется уровнем автотрофов, или продуцентов, второе звено - заяц, - это уровень травоядных животных (гетеротрофов), и третье звено – лисица - хищник первого порядка (тоже гетеротроф). В более длинных пищевых цепях могут быть хищники второго и даже третьего порядка. В таких пищевых цепях хищник первого порядка служит пищей хищнику второго порядка, в свою очередь сам является пищей хищника третьего порядка и т.д. Однако в природе нет очень длинных пищевых цепей, и самая длинная пищевая цепь состоят не более чем из пяти звеньев. Во всех экосистемах начальным звеном цепей питания являются автотрофные растения, далее идут звенья, в состав которых входят гетеротрофы.

В рассматриваемом примере цепи питания последнее ее звено - лисица - получает необходимые ему вещества, поедая зайца, а заяц получает необходимые ему вещества, поедая растения. Биомасса растений создается, как известно, из неорганических веществ в процессе фотосинтеза. Таким образом, и заяц, и лисица, в конечном счете, живут исключительно за счет растений .

 

 

Поток вещества — перемещение последнего в форме химических' элементов и их соединений от продуцентов к редуцентам (через консументы или без них).

Поток энергии - переход энергии в виде химических связей органических соединений (пищи) по цепям питания от одного трофического уровня к другому (более высокому).

Подчеркнем тот факт, что в отличие от веществ, которые постоянно циркулируют по разным блокам экосистемы и всегда могут вновь участвовать в круговороте, поступившая энергия может быть использована только один раз.

Как универсальное явление природы, односторонний приток энергии обусловлен действием законов термодинамики. Согласно первому из них:

энергия может переходить из одной формы (энергии света) в другую (потенциальную энергию пищи), но она никогда не создается вновь и не исчезает бесследно.

Согласно второму закону термодинамики не может быть ни одного процесса, связанного с превращением энергии, без потери некоторой ее части. Поэтому не может быть превращений, например, пищи в вещество, из которого состоит тело организма, идущих со 100 %-ной эффективностью.

Таким образом, функционирование всех экосистем определяется постоянным притоком энергии, которая необходима всем организмам для поддержания их существования и самовоспроизведения.

В процессе изучения развития экосистем следует учитывать и конкурентные отношения. В этом аспекте большой интерес представляет закон максимизации энергии (Г. Одум — Ю. Одум):