ЛАНЦЮГИ ЖИВЛЕННЯ І ПОТОКИ ЕНЕРГІЇ. РОЛЬ ОРГАНІЗМІВ У КОЛООБІГУ РЕЧОВИН

ТЕМА 4 ОРГАНІЗМИ ТА СЕРЕДОВИЩЕ ІСНУВАННЯ

&53. ЛАНЦЮГИ ЖИВЛЕННЯ І ПОТОКИ ЕНЕРГІЇ. РОЛЬ ОРГАНІЗМІВ У КОЛООБІГУ РЕЧОВИН

Пригадайте, що таке ланцюги живлення. Яка роль у них зелених рослин? Які організми належать до автотрофів і гетеротрофів? Які організми належать до сапротрофів? Що таке екосистема?

Mал. 309. А. Фото двох видів морського жолудя. Б. Схема, що зображує наслідки співіснування цих видів в одній екосистемі

ЩО ТАКЕ ЕКОЛОГІЧНА НІША?

Ви вже знаєте, що кожний вид організмів пристосований до

певних умов середовища життя і взаємодіє з популяціями інших видів, які теж мають свої пристосування до подібних екологічних чинників. Отже, будь-який вид організмів має пристосовуватись і до існування на одній території з іншими видами. Наприклад, два види можуть живитись однією їжею. На малюнку 309 зображено два види ракоподібних – морських жолудів. Вони оселяються здебільшого на скелястих берегах, де будують свої вапнякові будиночки. Рухами своїх ніжок, вкритих щетинками тварини створюють потоки води, з якої відфільтровують їжу. Тож у них подібний спосіб живлення.

Більший за розмірами вид 2 витісняє

дрібніший вид 1 у менш сприятливу для мешкання зону на скелях, де менша вологість та менше їжі. Отже, взаємодія з іншими видами впливає як на просторове розташування популяції в екосистемі, так і на спосіб живлення.

Таким чином, кожен вид займає в екосистемі свою екологічну нішу, яка визначається його пристосуванням до чинників неживої природи, а також взаємозв’язками з популяціями інших видів. Що ближчі екологічні ніші популяцій різних видів в одній екосистемі, то гостріша між ними конкуренція за необхідні ресурси середовища життя.

ЯКІ ЗВ’ЯЗКИ ІСНУЮТЬ МІЖ ОРГАНІЗМАМИ В ЕКОСИСТЕМАХ?

Компоненти екосистем взаємопов’язані між собою різними типами зв’язків. Це насамперед харчові, або трофічні, зв’язки. Одні види тварин полюють на здобич, інші – споживають рослини чи рештки організмів тощо. Завдяки трофічним зв’язкам формуються ланцюги живлення (мал. 310). Кожен вид організмів у складі ланцюга живлення становить його окрему ланку, або трофічний рівень.

Man. 310. Ланцюг живлення: 1 – рослина; 2 – фітофаг; 3 – хижак; 4 – сапротроф

Мал. 311. Потік енергії в ланцюзі живлення (розгляньте схему і схарактеризуйте потоки енергії в запропонованому ланцюзі живлення)

Пригадайте, основа кожного ланцюга живлення – це переважно автотрофні організми – насамперед зелені рослини. Вони є виробниками органічних речовин з неорганічних, або продуцентами (від лат. продуценти: – той, що створює). Рослиноїдні, всеїдні та хижі тварини є споживачами готових органічних речовин, або консументами (від лат. консуме – споживати). Організми, які розкладають рештки інших організмів, завершують ланцюг живлення. Їх називають редуцентами (від лат. редуктіо – відновлювати).

Багато видів тварин здатні живитися різними видами їжі, тому в різних ланцюгах живлення можуть опинятися на різних трофічних рівнях. Наприклад, сіра ворона може живитися зерном, пташенятами зерноїдних чи комахоїдних птахів (завдання: визначте, через яку кількість ланок у цьому разі органічні речовини, утворені рослинами, надходять до сірої ворони).

У ланцюзі живлення органічні речовини та енергія передаються від одного виду до іншого: від нижчого трофічного рівня до вищого. На верхівці ланцюга живлення зазвичай перебувають тварини, які не мають природних ворогів або їх небагато. Під час переходу з нижчого трофічного рівня на вищий майже 90 % енергії тварини використовують для забезпечення належного функціонування власного організму запасають приблизно 10 % (мал. 311). Тому кількість можливих ланок ланцюга живлення обмежена і зазвичай не перевищує чотирьох-п’яти.

ЩО ТАКЕ ТРОФІЧНА СІТКА?

У будь-якій екосистемі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а переплітаються між собою. Це відбувається через те, що організми певного виду можуть бути ланками різних ланцюгів живлення. Наприклад, особини одного виду птахів (як-от ворона сіра) можуть живитись і рослиноїдними, і хижими видами комах тощо. Переплітаючись, різні ланцюги живлення формують трофічну сітку екосистеми (мал. 312). Розгалужені трофічні сітки забезпечують стійкість екосистем, оскільки при зменшенні чисельності певних видів (чи навіть за умови їхнього зникнення з цієї екосистеми) види, які ними живляться, можуть переключатись на інші об’єкти. Отже, у всеїдних тварин більше шансів вижити за змін умов існування, ніж у тих, які “спеціалізуються” лише на споживанні певного типу їжі.

Мал. 312. Трофічна сітка (розгляньте уважмо малюнок і проаналізуйте його: запропонуйте свої варіанти ланцюгів живлення; визначте точки, де вони переплітаються)

ЯКА РОЛЬ ОРГАНІЗМІВ У КОЛООБІГУ РЕЧОВИН У ПРИРОДІ?

Унаслідок взаємодії організмів між собою та з умовами неживої природи в екосистемах виникають колообіги речовин та потоки, енергії (мал. 313). Пригадайте, колообіг речовин – це обмін речовин між живою та неживою частинами екосистеми.

Ви вже знаєте, що зелені рослини отримують поживні речовини з грунту – розчини неорганічних сполук, зокрема нітрогену. Звідки вони беруться в грунті? Рослинами живляться рослиноїдні тварини. Але вони не споживають усій маси рослин. Частина рослин відмирає та потрапляє на поверхню грунту. Цією відмерлою масою рослин живляться організми-сапротрофи: дощові черв’яки, мокриці, личинки комах, бактерії, гриби та інші. Деякі з них – певні групи бактерій і грибів – можуть розкладати мертву органіку до неорганічних речовин. Саме їх у складі грунтового розчину й споживають рослини. Таким чином, різні хімічні елементи (Фосфор. Кальцій, Оксиген, Карбон. Нітроген тощо) з неживої природи надходять у живі організми.

Для утворення органічних речовин рослинам необхідний вуглекислий газ, який вони отримують з повітря. У повітря він надходить, зокрема, внаслідок видихання його живими організмами. Синтезовані рослинами органічні сполуки по ланцюгах живлення переходять з одного трофічного рівня до іншого: від одного виду до іншого. Зрештою залишки організмів розкладають редуценти (бактерії, гриби). Так хімічні елементи знову потрапляють до складу неживої природи. За малюнком 313 прослідкуйте за колообігом кисню, вуглекислого газу та води у природі.

Запам’ятаємо: взаємодія певного виду (популяції) з іншими видами, які входять до складу цієї екосистеми, та з неживою природою визначає його роль у колообігу речовин.

Мал 313. Колообіг кисню, вуглекислого газу та води в природі

Кисень потрібен живим організмам для розкладу спожитих органічних речовин і отримання енергії, необхідної для забезпечення процесів життєдіяльності. Організми отримують кисень з атмосферного повітря або розчинений у воді під час дихання. У свою чергу, майже весь атмосферний кисень утворився в результаті процесу фотосинтезу зеленими рослинами та ціанобактеріями.

Біологічний словничок: екологічна ніша, трофічні зв’язки, трофічний рівень, трофічна сітка, ланцюги живлення.

УЗАГАЛЬНЕННЯ ЗНАНЬ

Кожний вид тварин, взаємодіючи з популяціями інших організмів, а також з умовами неживої природи, входить до складу багатовидових екосистем. В екосистемі він займає певна просторове та трофічне полоскання – екологічну нішу.

Між собою та з іншими організмами тварини пов’язані харчовими та іншими типами зв’язків. Унаслідок харчових зв’язків між організмами різних видів виникають ланцюги живлення. Переплітаючись між собою, ланцюги живлення певної екосистеми формують трофічну сітку.

ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ

1. Що таке екологічна ніша? 2. Які трофічні зв’язки виникають між тваринами різних видів та між тваринами й іншими організмами? 3. За рахунок чого формується трофічна сітка? 4. Наведіть приклад колообігу води і вуглекислого газу в природі.

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ

Які можливі наслідки випадання однієї з ланок у ланцюзі живлення?

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ І КМІТЛИВИХ

Чи можуть існувати екосистеми без рослинних угруповань? Обгрунтуйте свою думку.

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ

Проаналізуйте ланцюги живлення, зображені на мал. 314. Відзначте спільні та відмінні їхні риси.

Мал. 314. Приклади різних тилів ланцюгів живлення