Riassunto: Catene alimentari e livelli trofici. Catene alimentari, piramide ecologica

Gli organismi in un ecosistema sono collegati da una comunanza di energia e nutrienti necessari per sostenere la vita. La principale fonte di energia per la stragrande maggioranza degli organismi viventi sulla Terra è il Sole. Gli organismi fotosintetici (piante verdi, cianobatteri, alcuni batteri) utilizzano direttamente l'energia luce solare. In questo caso, da anidride carbonica e acqua si formano sostanze organiche complesse, in cui parte dell'energia solare viene accumulata sotto forma di energia chimica. Le sostanze organiche servono come fonte di energia non solo per la pianta stessa, ma anche per altri organismi nell'ecosistema. Il rilascio dell'energia contenuta negli alimenti avviene durante il processo di respirazione. I prodotti della respirazione - anidride carbonica, acqua e sostanze inorganiche - possono essere riutilizzati dalle piante verdi. Di conseguenza, le sostanze in questo ecosistema subiscono un ciclo infinito. Allo stesso tempo, l'energia contenuta nel cibo non cambia ciclo, ma si trasforma gradualmente energia termica e lascia l'ecosistema. Ecco perché una condizione necessaria l'esistenza di un ecosistema è un flusso costante di energia proveniente dall'esterno.

Riso.

Pertanto, la base dell'ecosistema è costituita da organismi autotrofi - produttori (produttori, creatori) che, attraverso il processo di fotosintesi, creano alimenti ricchi di energia - materia organica primaria. Negli ecosistemi terrestri, il ruolo più importante appartiene alle piante superiori che, formando sostanze organiche, danno origine a tutte le relazioni trofiche nell'ecosistema, servono da substrato per molti animali, funghi e microrganismi e influenzano attivamente il microclima del biotopo. Negli ecosistemi acquatici i principali produttori di sostanza organica primaria sono le alghe.

Le sostanze organiche già pronte vengono utilizzate per ottenere e accumulare energia dagli eterotrofi o dai consumatori. Gli eterotrofi includono gli erbivori (consumatori del 1° ordine), i carnivori che vivono di forme erbivore (consumatori del 2° ordine), che consumano altri carnivori (consumatori del 3° ordine), ecc.

Un gruppo speciale di consumatori è costituito dai decompositori (distruttori o distruttori), che decompongono i resti organici dei produttori e dei consumatori in semplici composti inorganici, che vengono poi utilizzati dai produttori. I decompositori includono principalmente microrganismi: batteri e funghi. Soprattutto negli ecosistemi terrestri importante hanno decompositori del suolo che coinvolgono la materia organica delle piante morte nel ciclo generale (consumano fino al 90% della produzione forestale primaria). Pertanto, ogni organismo vivente nell'ecosistema occupa una certa nicchia ecologica (luogo). sistema complesso relazioni ecologiche con altri organismi e condizioni ambientali abiotiche.

Catene alimentari(reti) e livelli trofici. La base di ogni ecosistema, il suo fondamento è il cibo (trofico) e le relative connessioni energetiche. Trasferiscono costantemente la sostanza e l'energia contenuta negli alimenti creata principalmente dalle piante.

Il trasferimento dell'energia alimentare potenziale creata dalle piante attraverso un numero di organismi mangiando alcune specie da altre è chiamato catena alimentare o catena alimentare e ciascuno dei suoi collegamenti è un livello trofico.

Riso.

Riso.

Esistono due tipi principali di catene alimentari: pascolo (catene di pascolo o consumo) e detritico (catene di decomposizione). Le catene del pascolo iniziano con i produttori: trifoglio --> coniglio --> lupo; fitoplancton (alghe) --> zooplancton (protozoi) --> scarafaggio --> luccio --> falco pescatore.

Le catene detritiche iniziano da resti vegetali e animali, escrementi animali - detriti; vai ai microrganismi che si nutrono di loro, e poi ai piccoli animali (detritivori) e ai loro consumatori: i predatori. Le catene di detriti sono più comuni nelle foreste dove maggior parte(più del 90%) dell'incremento annuale della biomassa vegetale non viene consumata direttamente dagli erbivori, ma muore, subendo decomposizione (ad opera di organismi saprotrofi) e mineralizzazione. Un tipico esempio di rapporto cibo detritico nelle nostre foreste è il seguente: lettiera --> lombrico --> merlo --> sparviere. Oltre ai lombrichi, sono detritivori anche gli onischi, le chele, i collemboli, i nematodi, ecc.

Piramidi ecologiche. Le reti alimentari all'interno di ciascuna biogeocenosi hanno una struttura ben definita. È caratterizzato dal numero, dalle dimensioni e dalla massa totale degli organismi - biomassa - a ciascun livello della catena alimentare. Le catene alimentari dei pascoli sono caratterizzate da un aumento della densità di popolazione, del tasso di riproduzione e della produttività della loro biomassa. Riduzione della biomassa nel passaggio da uno livello nutrizionale dall'altro è dovuto al fatto che non tutti gli alimenti vengono assimilati dai consumatori. Ad esempio, in un bruco che si nutre di foglie, solo la metà del materiale vegetale viene assorbita nell'intestino, il resto viene espulso sotto forma di escrementi. Inoltre, la maggior parte dei nutrienti assorbiti dall'intestino vengono utilizzati per la respirazione e solo il 10-15% viene infine utilizzato per costruire nuove cellule e tessuti del bruco. Per questo motivo la produzione di organismi ad ogni successivo livello trofico è sempre inferiore (in media 10 volte) rispetto alla produzione del precedente, cioè la massa di ogni successivo anello della catena alimentare diminuisce progressivamente. Questo modello è chiamato la regola della piramide ecologica.

Riso.

Esistono tre modi per creare piramidi ecologiche:

• 1. La piramide della popolazione riflette il rapporto numerico tra individui di diversi livelli trofici dell'ecosistema. Se gli organismi all'interno dello stesso o di diversi livelli trofici differiscono notevolmente in termini di dimensioni, la piramide della popolazione fornisce un'idea distorta delle vere relazioni tra i livelli trofici. Ad esempio, nella comunità del plancton il numero di produttori è decine e centinaia di volte maggiore del numero di consumatori, e nella foresta centinaia di migliaia di consumatori possono nutrirsi degli organi di un albero: il produttore.
• 2. La piramide della biomassa mostra la quantità di materia vivente, o biomassa, a ciascun livello trofico. Nella maggior parte degli ecosistemi terrestri, la biomassa dei produttori, cioè la massa totale delle piante, è maggiore e la biomassa degli organismi ad ogni successivo livello trofico è inferiore a quella precedente. Tuttavia, in alcune comunità la biomassa dei consumatori di primo ordine è maggiore della biomassa dei produttori. Ad esempio, negli oceani, dove i principali produttori sono alghe unicellulari con un alto tasso di riproduzione, la loro produzione annuale può essere decine o addirittura centinaia di volte superiore alla riserva di biomassa. Allo stesso tempo, tutti i prodotti formati dalle alghe vengono coinvolti così rapidamente nella catena alimentare che l’accumulo di biomassa algale è piccolo, ma a causa degli alti tassi di riproduzione, una piccola fornitura di alghe è sufficiente per mantenere il tasso di ricostruzione delle alghe. materia organica. A questo proposito, nell’oceano la piramide della biomassa ha un rapporto inverso, cioè è “invertita”. A livelli trofici più elevati prevale la tendenza ad accumulare biomassa, poiché la durata della vita dei predatori è lunga, il tasso di ricambio delle loro generazioni, al contrario, è piccolo e una parte significativa della sostanza che entra nella catena alimentare viene trattenuta nei loro corpo.
• 3. La piramide energetica riflette la quantità di flusso di energia nel circuito di alimentazione. La forma di questa piramide non è influenzata dalla dimensione degli individui, e sarà sempre triangolare con un'ampia base nella parte inferiore, come dettato dalla seconda legge della termodinamica. Pertanto, la piramide energetica fornisce il quadro più completo e accurato dell'organizzazione funzionale della comunità, di tutti i processi metabolici nell'ecosistema. Se le piramidi di numeri e biomassa riflettono la statica dell'ecosistema (il numero e la biomassa degli organismi in un dato momento), allora la piramide dell'energia riflette la dinamica del passaggio della massa alimentare attraverso le catene alimentari. Pertanto, la base nelle piramidi di numeri e biomassa può essere maggiore o minore dei successivi livelli trofici (a seconda del rapporto tra produttori e consumatori nei diversi ecosistemi). La piramide dell'energia si restringe sempre verso l'alto. Ciò è dovuto al fatto che l'energia spesa per la respirazione non viene trasferita al livello trofico successivo e lascia l'ecosistema. Pertanto, ogni livello successivo sarà sempre inferiore al precedente. Negli ecosistemi terrestri, una diminuzione della quantità di energia disponibile è solitamente accompagnata da una diminuzione dell’abbondanza e della biomassa degli individui a ciascun livello trofico. A causa di così grandi perdite di energia per la costruzione di nuovi tessuti e la respirazione degli organismi, le catene alimentari non possono essere lunghe; solitamente sono costituiti da 3-5 unità (livelli trofici).

Sono importanti la conoscenza delle leggi della produttività dell’ecosistema e la capacità di quantificare il flusso di energia significato pratico, poiché i prodotti delle comunità naturali e artificiali (agroienosi) costituiscono la principale fonte di approvvigionamento alimentare per l'umanità. Calcoli accurati del flusso di energia e della scala di produttività degli ecosistemi consentono di regolare il ciclo delle sostanze in essi contenuti in modo tale da ottenere la massima resa dei prodotti necessari per l'uomo.

6. Inquinamento ambientale. Oggetti, fonti, tipi e gruppi di inquinamento. Concetti sulle concentrazioni massime ammissibili (concentrazioni massime ammissibili) degli inquinanti

L'inquinamento dell'ambiente naturale è l'introduzione nell'uno o nell'altro sistema ecologico di componenti viventi o non viventi o cambiamenti strutturali che non ne sono caratteristici, interrompendo la circolazione delle sostanze, la loro assimilazione, il flusso di energia, a seguito dei quali questo sistema viene distrutto o la sua produttività diminuisce. Un inquinante può essere qualsiasi agente fisico, sostanza chimica o specie biologica che entra o è presente nell’ambiente in quantità superiori alla sua concentrazione normale, ai limiti della variazione naturale o al fondo naturale medio in un dato momento. L'indicatore principale che caratterizza l'impatto degli inquinanti sull'ambiente è la concentrazione massima ammissibile (MPC). Dal punto di vista ambientale, le concentrazioni massime consentite di una particolare sostanza sono limiti superiori fattori ambientali limitanti (in particolare composti chimici), in cui il loro contenuto non supera i confini consentiti della nicchia ecologica umana.

Gli ingredienti dell’inquinamento sono migliaia di composti chimici, soprattutto metalli o loro ossidi, sostanze tossiche, aerosol. Secondo Organizzazione Mondiale Sanità (OMS), attualmente vengono utilizzati nella pratica fino a 500mila composti chimici. Inoltre, circa 40mila composti hanno proprietà molto dannose per gli organismi viventi e 12mila sono tossici. Gli inquinanti più comuni sono ceneri e polveri di varie composizioni, ossidi di metalli non ferrosi e ferrosi, vari composti di zolfo, azoto, fluoro, cloro, gas radioattivi, aerosol, ecc. Il più inquinato aria atmosferica rappresenta gli ossidi di carbonio - circa 200 milioni di tonnellate all'anno, le polveri - circa 250 milioni di tonnellate all'anno, le ceneri - circa 120 milioni di tonnellate all'anno, gli idrocarburi - circa 50 milioni di tonnellate all'anno. La saturazione della biosfera con metalli pesanti - mercurio, gallio, germanio, zinco, piombo, ecc. - sta progredendo. Quando si brucia carburante, in particolare carbone, con ceneri e gas di scarico, viene rilasciato nell'ambiente più di quanto viene estratto dalle profondità: magnesio - 1,5 volte, molibdeno - 3 volte, arsenico - 7 volte, uranio e titanio - 10 volte, alluminio, iodio, cobalto - 15 volte, mercurio - 50 volte, litio, vanadio, stronzio, berillio, zirconio - 100 volte, gallio e germanio - 1000 volte, ittrio - decine di migliaia di volte.

L’inquinamento ambientale si divide in:

• 1. naturale - causato da qualsiasi fenomeno naturale, solitamente catastrofico (inondazioni, eruzioni vulcaniche, colate di fango, ecc.);
• 2. antropogenico: deriva dall'attività umana.

Si distinguono i seguenti inquinanti di origine antropica:

• a) biologico - accidentale o derivante dall'attività umana;
• b) microbiologico (microbico) - la comparsa di un numero insolitamente elevato di microbi associato alla loro massiccia distribuzione su substrati o ambienti antropici modificati durante l'attività economica umana;
• c) meccanico - contaminazione dell'ambiente con agenti che hanno un effetto meccanico senza conseguenze fisiche e chimiche;
• d) chimico: un cambiamento nelle proprietà chimiche naturali dell'ambiente, a seguito del quale la fluttuazione media a lungo termine della quantità di qualsiasi sostanza nel periodo di tempo in esame aumenta o diminuisce, o la penetrazione nell'ambiente di sostanze normalmente assenti dallo stesso o presenti in concentrazioni superiori alla concentrazione massima consentita;
• e) fisico: un cambiamento nello stato fisico naturale dell'ambiente.

Quest’ultimo si divide in:

• a) termico (termico), derivante da un aumento della temperatura ambientale dovuto principalmente alle emissioni industriali di aria riscaldata, acqua e gas di scarico;
• b) luce - interruzione dell'illuminazione naturale dell'area a seguito dell'esposizione a fonti di luce artificiale, che portano ad anomalie nella vita di piante e animali;
• c) rumore - si forma a seguito di un aumento dell'intensità e della frequenza del rumore al di sopra del livello naturale;
• d) elettromagnetico - appare come risultato di cambiamenti nelle proprietà elettromagnetiche dell'ambiente (da linee elettriche, radio, televisione, funzionamento di alcuni impianti industriali, ecc.), che portano ad anomalie geofisiche globali e locali e cambiamenti nelle strutture biologiche fini ;
• e) radioattivo - associato ad un aumento del livello naturale di sostanze radioattive nell'ambiente.

Gli oggetti diretti dell'inquinamento (accettori di inquinanti) sono i componenti principali dell'ecotono: atmosfera, acqua, suolo. Oggetti indiretti di inquinamento sono i componenti della biocenosi: piante, animali, microrganismi.

Le fonti di inquinamento di origine antropica sono molto diverse. Tra questi non ci sono solo le imprese industriali e il complesso di calore ed elettricità, ma anche rifiuti domestici, rifiuti derivanti dalla zootecnia, dai trasporti, nonché prodotti chimici, introdotti dagli esseri umani negli ecosistemi per proteggere i prodotti utili da parassiti, malattie ed erbe infestanti.

Nelle imprese industriali, gli inquinanti ambientali sono suddivisi in quattro classi a seconda dell'indicatore di tossicità (in questo caso, concentrazione locale - LC):

• 1. Estremamente pericoloso (LC50
• 2. Altamente pericoloso (LC50
• 3. Moderatamente pericoloso (LC50
• 4. Basso pericolo (LC50>50 mg/l).

Le sostanze inquinanti l'ambiente naturale vengono inoltre suddivise in base al loro stato di aggregazione in 4 classi: solide, liquide, gassose, miste.

Le emissioni industriali nell’ambiente possono essere classificate secondo altri criteri:

• 1. Sull'organizzazione del controllo e della sfida - organizzata e non organizzata:
  • a) emissioni industriali organizzate - emissioni che entrano nell'ambiente (bacini atmosferici e idrici) attraverso condotti del gas, condotte idriche e tubi appositamente costruiti;
  • b) rilascio industriale non organizzato - rilascio nell'ambiente sotto forma di flussi spontanei irregolari di acqua o gas derivanti da imperfezione delle apparecchiature tecnologiche o violazione della sua tenuta, assenza o funzionamento insoddisfacente delle apparecchiature per l'aspirazione di gas o il drenaggio di acqua contaminata in luoghi di carico e stoccaggio di materie prime e materiali, rifiuti, prodotti finiti(ad esempio, spolveratura di discariche di rocce di scarto, deflusso superficiale non regolamentato di imprese industriali).
• 2. Secondo la modalità di prelievo: continua e periodica. Pertanto, la rimozione del gas di altoforno è considerata continua e la rimozione del gas di conversione è considerata periodica.
• 3. Per temperatura - quando la temperatura del flusso (gas, acqua, miscelata) è superiore, inferiore o uguale alla temperatura ambiente.
• 4. Per localizzazione: le emissioni si verificano nelle industrie principali, ausiliarie, ausiliarie, nei trasporti, ecc.
• 5. In base alle caratteristiche della pulizia: pulito, pulito standard, parzialmente pulito, gettato via senza pulizia.

Il trattamento si riferisce alla separazione, cattura e trasformazione in uno stato innocuo di un inquinante proveniente da una fonte industriale.

Le emissioni industriali nell’ambiente si dividono in primarie e secondarie.

Le primarie sono le emissioni che entrano nell'ambiente da determinate fonti e le secondarie, essendo prodotti della formazione di quelle primarie, possono essere più tossiche e pericolose delle prime. Una trasformazione tipica di alcune sostanze è la loro ossidazione fotochimica.

Le fonti di inquinamento ambientale da parte dell'industria sono classificate in base all'oggetto dell'inquinamento: atmosfera, bacino idrico, litosfera.

Fonti di inquinamento atmosferico:

• 1. Per scopo:
  • a) tecnologico - contiene gas di coda dopo essere stato catturato in impianti di soffiaggio di apparecchi, prese d'aria, ecc. (le emissioni sono caratterizzate da elevate concentrazioni sostanze nocive e volumi molto piccoli di aria rimossa);
  • b) emissioni di ventilazione - aspirazione locale da apparecchiature e cappa di aspirazione generale;
• 2. Per posizione;
• a) non ombreggiato, o alto, situato nella zona di flusso del vento indeformato (tubi alti, fonti puntuali che rimuovono l'inquinamento ad un'altezza superiore di 2,5 volte all'altezza dell'edificio);
• b) oscurato, o basso, - situato ad un'altezza 2,5 volte inferiore all'altezza dell'edificio;
• c) terra - vicino superficie terrestre(attrezzature tecnologiche localizzate all'aperto, pozzi fognari industriali, sostanze tossiche sversate, rifiuti industriali sparsi).
• 3. Secondo la forma geometrica:
  • a) punto (tubi, alberi, ventilatori da tetto);
  • b) lineare (lanterne di aerazione, finestre aperte, pozzi di scarico e torce ravvicinati);
• 4. Per modalità operativa: azione continua e periodica, salvo e istantanea. Nel caso di emissioni volley, in un breve periodo di tempo, gran numero sostanze nocive; possibile in caso di incidenti o di combustione di rifiuti di produzione a combustione rapida in siti di distruzione speciali. Con le emissioni istantanee, l'inquinamento si diffonde in una frazione di secondo, a volte raggiungendo altezze considerevoli. Si verificano durante le operazioni di brillamento e le situazioni di emergenza.
• 5. Per intervallo di propagazione:
  • a) in loco, quando l'inquinamento emesso nell'atmosfera forma elevate concentrazioni solo sul territorio di un'area industriale e non si osserva alcun inquinamento evidente nelle aree residenziali (per tali emissioni è prevista una zona di protezione sanitaria sufficientemente ampia);
  • b) fuori sito, quando gli inquinanti emessi sono potenzialmente in grado di creare elevate concentrazioni (nell'ordine della concentrazione massima ammissibile per l'aria insediamenti) in zona residenziale.

Fonti di inquinamento dei bacini idrici:

• 1. Acque atmosferiche trasportare masse di sostanze inquinanti (inquinanti) lavate via dall'aria origine industriale. Quando scorrono lungo i pendii, le acque atmosferiche e di fusione trasportano con sé masse di sostanze. Particolarmente pericolosi sono i deflussi dalle strade cittadine e dai siti industriali, che trasportano masse di prodotti petroliferi, rifiuti, fenoli e acidi.
• 2. Urbano acque reflue, che comprende principalmente le acque reflue domestiche, contiene feci, detersivi (detergenti tensioattivi), microrganismi, compresi quelli patogeni. Ogni anno in tutto il Paese si formano circa 100 km3 di tali acque.
• 3. Acque agricole. L’inquinamento provocato da queste acque è dovuto, in primo luogo, al fatto che l’aumento della resa e della produttività dei terreni è inevitabilmente associato all’uso di pesticidi utilizzati per eliminare parassiti, malattie delle piante ed erbe infestanti. Le sostanze chimiche tossiche penetrano nel suolo o vengono spazzate via per lunghe distanze, finendo nei corpi idrici. In secondo luogo, l’allevamento del bestiame è associato all’istruzione grandi masse sostanze organiche solide e urea. Questi rifiuti non sono tossici, ma le loro masse sono enormi e la loro presenza porta a gravi conseguenze per i sistemi ecologici acquatici. Tranne materia organica, le acque reflue agricole contengono molte sostanze nutritive, tra cui azoto e fosforo.
• 4. Acque reflue industriali generate in un'ampia varietà di settori, tra cui l'acqua che consuma più attivamente è nera e metallurgia non ferrosa, industrie chimiche, chimiche del legno, raffinazione del petrolio. Durante lo sviluppo dei giacimenti nel nostro Paese, ogni anno si formano 2,5 miliardi di km3 di acque di drenaggio e scorie, contaminate da composti clorurati e solfati, composti di ferro e rame, che non sono adatti nemmeno come acque di processo e devono essere purificati prima dello scarico.

L’inquinamento dei sistemi idrici rappresenta un pericolo maggiore dell’inquinamento atmosferico. I processi di generazione o autodepurazione avvengono molto più lentamente nell'acqua che nell'aria.

CATENE TROFICHE

Scopo del lavoro: acquisire competenze nella compilazione e nell'analisi delle catene alimentari (trofiche).

informazioni generali

Esistono varie connessioni tra gli organismi viventi negli ecosistemi. Una delle connessioni centrali, che cementa una varietà di organismi in un unico ecosistema, è il cibo, o trofico. Le connessioni alimentari uniscono gli organismi tra loro secondo il principio del consumatore di cibo. Ciò porta all'emergere di catene alimentari o trofiche. All'interno di un ecosistema, le sostanze contenenti energia vengono create da organismi autotrofi e servono da cibo per gli eterotrofi. Le connessioni alimentari sono meccanismi per il trasferimento di energia da un organismo all'altro. Un tipico esempio è un animale che mangia piante. Questo animale, a sua volta, può essere mangiato da un altro animale. Il trasferimento di energia può avvenire in questo modo attraverso un numero di organismi.

Ciascuno successivo si nutre del precedente, che gli fornisce materie prime ed energia.

Viene chiamata questa sequenza di trasferimento dell'energia alimentare nel processo di nutrizione dalla sua fonte attraverso una serie successiva di organismi viventi catena alimentare (trofica), o circuito di alimentazione. Catene trofiche- questo è il percorso del flusso unidirezionale dell'energia solare assorbita durante il processo di fotosintesi attraverso gli organismi viventi dell'ecosistema nell'ambiente, dove la parte inutilizzata di essa viene dissipata sotto forma di energia termica a bassa temperatura.

topi, passeri, piccioni. A volte nella letteratura ecologica qualsiasi connessione alimentare è chiamata connessione “predatore-preda”, nel senso che un predatore è un mangiatore. La stabilità del sistema predatore-preda è assicurata dai seguenti fattori:

- inefficacia del predatore, fuga della preda;

- restrizioni ambientali imposte ambiente esterno sulla dimensione della popolazione;

- disponibilità di risorse alimentari alternative per i predatori;

- riducendo il ritardo nella reazione del predatore.

La posizione di ciascun anello della catena alimentare è livello trofico. Il primo livello trofico è occupato dagli autotrofi, o cosiddetti produttori primari. Gli organismi del secondo livello trofico sono chiamati primo

consumatori primari, i terzi consumatori secondari, ecc.

Le catene trofiche si dividono in due tipologie principali: pascolo (catene di pascolo, catene di consumo) ed editrite (catene di decomposizione).

Pianta → lepre → lupo Produttore → erbivoro → carnivoro

Sono diffuse anche le seguenti catene alimentari:

Materiale vegetale (ad esempio nettare) → mosca → ragno → toporagno → gufo.

Linfa del cespuglio di rose → afide → coccinella → ragno → uccello insettivoro → rapace.

In acqua, in particolare, ecosistemi marini Le catene alimentari dei predatori sono più lunghe di quelle degli animali terrestri.

La catena detritica inizia con la materia organica morta - i detriti, che vengono distrutti dai detritivori mangiati dai piccoli predatori, e termina con il lavoro dei decompositori che mineralizzano i resti organici. Nelle catene alimentari detritiche degli ecosistemi terrestri ruolo importante Giocano foreste decidue, la maggior parte del fogliame non viene consumato dagli erbivori come cibo e fa parte dei rifiuti della foresta. Le foglie vengono schiacciate da numerosi detritivori (funghi, batteri, insetti), poi ingerite dai lombrichi, che distribuiscono uniformemente l'humus nello strato superficiale del terreno, formando una melma. Decomposizione

i microrganismi che completano la catena producono la mineralizzazione finale dei residui organici morti (Fig. 1).

In generale, le catene detritiche tipiche dei nostri boschi possono essere così rappresentate:

lettiera → lombrico → merlo → sparviere;

animale morto → larve di mosche carogne → rana d'erba→

Riso. 1. Catena alimentare detritica (secondo Nebel, 1993)

Ad esempio, possiamo considerare il legno come una fonte di materiale organico che viene sottoposto a lavorazione biologica nel suolo da parte degli organismi che popolano il suolo. Il legno che cade sulla superficie del suolo viene lavorato principalmente dalle larve di coleotteri, trivellatori e trivellatori, che lo utilizzano come cibo. Vengono sostituiti dai funghi, il cui micelio si deposita prevalentemente nei passaggi praticati nel legno dagli insetti. I funghi si allentano ulteriormente e distruggono il legno. Tale legno sciolto e il micelio stesso risultano essere cibo per le larve di fireflower. Nella fase successiva, le formiche si insediano nel legno già gravemente danneggiato, distruggendo quasi tutte le larve e creando le condizioni affinché una nuova generazione di funghi possa stabilirsi nel legno. Le lumache iniziano a nutrirsi di tali funghi. I microbi decompositori completano la distruzione e l'umificazione del legno.

Allo stesso modo, c'è l'umificazione e la mineralizzazione del letame degli animali selvatici e domestici che entrano nel suolo.

Di norma, il cibo di ogni essere vivente è più o meno vario. Solo che tutte le piante verdi si “nutrono” allo stesso modo: anidride carbonica e ioni di sali minerali. Negli animali, i casi di ristretta specializzazione della nutrizione sono piuttosto rari. Come risultato di un possibile cambiamento nell’alimentazione animale, tutti gli organismi dell’ecosistema sono coinvolti in una complessa rete di relazioni alimentari. Le catene alimentari sono strettamente intrecciate tra loro formare reti alimentari o trofiche. In una rete alimentare, ogni specie è direttamente o indirettamente collegata a molte altre. Un esempio di rete trofica con la disposizione degli organismi per livelli trofici è mostrato in Fig. 2.

Le reti alimentari negli ecosistemi sono molto complesse e possiamo concludere che l'energia che vi entra migra per lungo tempo da un organismo all'altro.

Riso. 2. Rete trofica

Nelle biocenosi, le connessioni alimentari svolgono un duplice ruolo. In primo luogo, loro

fornire il trasferimento di materia ed energia da un organismo all'altro.

Pertanto, le specie coesistono insieme e si sostengono a vicenda. In secondo luogo, le connessioni alimentari servire come meccanismo di regolazione numerica

La rappresentazione delle reti trofiche può essere tradizionale (Fig. 2) o utilizzando grafi diretti (digrafi).

Un grafico orientato geometricamente può essere rappresentato come un insieme di vertici, indicati da cerchi con numeri di vertice e archi che collegano questi vertici. Un arco specifica la direzione da un vertice all'altro Un percorso in un grafico è una sequenza finita di archi in cui l'inizio di ogni arco successivo coincide con la fine di quello precedente. Un arco può essere designato dalla coppia di vertici che collega. Un cammino si scrive come una sequenza di vertici attraverso i quali passa Un cammino si dice cammino il cui vertice iniziale coincide con il vertice finale.

PER ESEMPIO:

B3;

1, 2 oppure 1, 3, 2 – percorsi dall'alto

Nella rete elettrica, la parte superiore del grafico mostra gli oggetti di modellazione; gli archi, indicati dalle frecce, si estendono dalla preda al predatore.

Qualsiasi organismo vivente occupa un certo nicchia ecologica. Una nicchia ecologica è un insieme di caratteristiche territoriali e funzionali di un habitat che soddisfano i requisiti di una determinata specie. Non esistono due specie che abbiano nicchie identiche nello spazio delle fasi ecologiche. Secondo il principio di esclusione competitiva di Gause, due specie sono strettamente imparentate requisiti ambientali non può occupare una nicchia ecologica per molto tempo. Queste specie competono e una di loro sostituisce l'altra. Sulla base delle reti elettriche, puoi costruire grafico della concorrenza. Gli organismi viventi nel grafico della competizione vengono visualizzati come vertici del grafico; viene tracciato un bordo (una connessione senza direzione) tra i vertici se è presente un organismo vivente che funge da cibo per gli organismi visualizzati dai vertici sopra.

Lo sviluppo di un grafico di concorrenza consente di identificare specie di organismi concorrenti e analizzare il funzionamento dell'ecosistema e la sua vulnerabilità.

Il principio di abbinare la crescita della complessità dell’ecosistema con l’aumento della sua stabilità è ampiamente accettato. Se l'ecosistema è rappresentato da una rete alimentare, puoi utilizzare modi diversi Dimensioni della difficoltà:

- determinare il numero di archi;

- trova il rapporto tra il numero di archi e il numero di vertici;

Il livello trofico viene utilizzato anche per misurare la complessità e la diversità della rete alimentare, ad es. il posto dell’organismo nella catena alimentare. Il livello trofico può essere determinato sia dalla catena alimentare più corta che da quella più lunga a partire dal vertice in questione, che ha livello trofico pari a “1”.

PROCEDURA PER L'ESECUZIONE DELL'OPERA

Compito 1

Realizza una rete per 5 partecipanti: erba, uccelli, insetti, lepri, volpi.

Compito 2

Stabilire le catene alimentari e il livello trofico lungo il percorso più breve e più lungo della rete alimentare dall'attività "1".

4. insetti

Nota: la catena alimentare del pascolo inizia con i produttori. L'organismo elencato nella colonna 1 è il livello trofico superiore. Per i consumatori del primo ordine, i percorsi lunghi e brevi della catena trofica coincidono.

Compito 3

Proporre una rete trofica in base all'opzione del compito (Tabella 1P) e creare una tabella dei livelli trofici lungo i percorsi più lungo e più breve. Le preferenze alimentari dei consumatori sono riportate nella Tabella. 2P.

Compito 4

Costruisci una rete trofica secondo la Fig. 3 e collocare i suoi membri in base ai livelli trofici

PIANO DI RAPPORTO

1. Scopo del lavoro.

2. Grafico della rete alimentare e grafico della concorrenza basati sull'esempio di formazione (attività 1, 2).

3. Tabella dei livelli trofici basata sull'esempio educativo (compito 3).

4. Grafico della rete alimentare, grafico della concorrenza, tabella dei livelli trofici in base all'opzione di assegnazione.

5. Schema della rete trofica con la disposizione degli organismi per livelli trofici (secondo Fig. 3).

Riso. 3. Biocenosi della tundra.

Prima fila: piccoli passeriformi, vari insetti ditteri, poiana arruffata. Seconda fila: volpe artica, lemming, gufo delle nevi. Terza fila: pernice bianca, lepri bianche. Quarta fila: oca, lupo, renna.

Letteratura

1. Reimers N.F. Gestione della natura: Libro di consultazione del dizionario. – M.: Mysl, 1990. 637 p.

2. Vita animale dentro 7 volumi. M.: Educazione, 1983-1989.

3. Zlobin Yu.A. Ecologia generale. Kiev: Naukova Dumka, 1998. – 430 pag.

4. Stepanovskikh A.S. Ecologia: libro di testo per le università. – M.: UNITIDAN,

5. Nebel B. Scienza di ambiente: come funziona il mondo. – M.: Mir, 1993.

–t.1 – 424 pag.

6. Ecologia: libro di testo per università tecniche / L.I. Tsvetkova, M.I. Alekseev, ecc.; Ed. L.I. Tsvetkova.–M.: ASV; San Pietroburgo: Khimizdat, 2001.-552 p.

7. Girosov E.V. e altri Ecologia ed economia della gestione ambientale: libro di testo per le università / Ed. il prof. E.V. Girusova. – M.: Legge e Legge, UNITÀ,

Connessioni alimentari. Ogni specie utilizza solo una parte dell'energia contenuta nella materia organica. Sostanze inadatte a questa specie, ma comunque ricche di energia, vengono utilizzate da altri organismi. Pertanto, nel processo di evoluzione, nelle biogeocenosi si sono formate catene di specie interconnesse, estraendo successivamente materiali ed energia dalla sostanza alimentare originaria.

I residui organici si formano come risultato dell'attività vitale di tutti i membri della catena. Le biogeocenosi sono molto complesse. Contengono sempre molte catene alimentari parallele e intrecciate in modo complesso e il numero totale di specie è spesso misurato in centinaia e persino migliaia. Quasi sempre specie diverse si nutrono di diversi oggetti e servono esse stesse come cibo per diversi membri dell'ecosistema. Il risultato è una complessa rete di connessioni alimentari. 3

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Biogeocinosi

Questa comunità riceve energia solare, minerali del suolo e gas atmosferici, acqua e da essa vengono rilasciati calore, ossigeno, biossido. Gli organismi eterotrofi includono distruttori - decompositori o distruttori.. Parlando di biocenosi, consideriamo solo gli organismi viventi interconnessi che vivono in questo. zona. Biocenosi..

Connessioni alimentari umane. Queste connessioni sono più complesse e coinvolgono molti intermediari consumatori di energia. Come risultato di questa estensione, il costo energetico per produrre ciascuna caloria dei prodotti alimentari finali è aumentato di circa dieci volte. Circa 20mila anni fa il consumo energetico era di circa 10mila kJ pro capite al giorno, attualmente è di circa 1 milione di kJ, con una diminuzione di mille volte della superficie necessaria. Di conseguenza, la capacità ecologica (alimentare) totale dell’ambiente umano è aumentata molte migliaia di volte. Tutte le specie sulla Terra si adattano al proprio ambiente, solo gli esseri umani adattano il proprio ambiente alle proprie esigenze. Le terre coltivate forniscono l'88% dell'energia ricevuta dall'uomo dal cibo, circa il 10% da prati e pascoli naturali e il 2% dalle risorse dell'Oceano Mondiale.[...]

Connessioni alimentari (struttura reticolare delle connessioni alimentari).[...]

Catene e reti alimentari, livelli trofici. All'interno di un ecosistema, le sostanze contenenti energia vengono create da organismi autotrofi e servono da cibo per gli eterotrofi. Le connessioni alimentari sono meccanismi per trasferire energia da un organismo a un altro [...]

Oltre ai collegamenti alimentari, si creano anche rapporti spaziali tra organismi vegetali e animali. Come risultato dell'azione di molti fattori, le varie specie non si uniscono in combinazioni arbitrarie, ma solo nella condizione di adattabilità alla convivenza [...].

Il concetto di catene alimentari ci permette di tracciarne ulteriormente il ciclo elementi chimici in natura, sebbene catene alimentari semplici come quelle descritte in precedenza, in cui ogni organismo è rappresentato mentre si nutre di un solo tipo di organismo, siano rare in natura. I veri collegamenti alimentari sono molto più complessi, perché un animale può nutrirsi di organismi diversi tipi, incluso nella stessa catena alimentare o in catene diverse, cosa particolarmente tipica dei predatori (consumatori) di livelli trofici più elevati. La connessione tra il pascolo e le catene alimentari detritiche è illustrata dal modello di flusso energetico proposto da Yu Odum (Fig. 5.2).[...]

Le connessioni trofiche (alimentari) degli animali con l'ambiente sono state valutate come il fattore ambientale più importante da Forbes (1888). Ha scritto che “... senza dubbio, di tutte le proprietà dell'ambiente che circonda un individuo, nessuna lo influenza allo stesso tempo così fortemente, variamente e così profondamente come gli elementi del suo cibo. Anche il clima, la stagione, il suolo e l’ambiente inorganico influenzano solitamente l’animale attraverso il suo cibo nella stessa misura che direttamente.”[...]

Uno dei tipi di connessioni alimentari è onnivoro. Il mammifero più onnivoro, senza contare l'uomo, è il ratto grigio. Non c'è dubbio che la prosperità dell'onnipresente ratto grigio è strettamente correlata alla capacità di mangiare quasi tutto ciò che incontra: dalle lucertole alle candele di cera, dagli insetti e dai semi di piante a ogni sorta di spazzatura.[...]

Nelle comunità, le catene alimentari si intrecciano in modi complessi per formare reti alimentari. La composizione alimentare di ciascuna specie di solito comprende non una, ma diverse specie, ciascuna delle quali a sua volta può servire da cibo per diverse specie. Da un lato, ogni livello trofico è rappresentato da molte popolazioni di specie diverse, dall'altro molte popolazioni appartengono a più livelli trofici contemporaneamente; Di conseguenza, a causa della complessità dei rapporti alimentari, la perdita di una specie spesso non sconvolge l’equilibrio dell’ecosistema.[...]

Collegamenti alimentari corrispondenti esistono anche nell'ecosistema acquatico. Se il lago si trova in zona temperata, quindi i principali produttori di materia organica - produttori primari - sono alghe microscopiche che galleggiano liberamente nella colonna d'acqua, formando fitoplancton. La biomassa formata dal fitoplancton viene mangiata da piccoli animali inclusi nello zooplancton: copepodi - ciclopi, cladoceri - dafnie, piccole larve di alcuni insetti, ad esempio le zanzare. Negli ecosistemi acquatici le forme erbivore sono rappresentate da molluschi e piccoli crostacei.[...]

Questo diagramma non solo illustra l'intreccio delle relazioni alimentari e mostra i tre livelli trofici, ma rivela anche il fatto che alcuni organismi occupano una posizione intermedia nel sistema dei tre livelli trofici principali. Pertanto, le larve dei tricotteri che costruiscono una rete di cattura si nutrono di piante e animali, occupando una posizione intermedia tra i consumatori primari e secondari.[...]

Pertanto, sulla base delle connessioni alimentari dirette tra produttori e consumatori di prodotti primari, sorgono forme complesse di interazione che coprono quasi tutti gli aspetti della vita e sono la base per l'integrità e la sostenibilità dei sistemi biocenogici. È importante che queste interazioni si realizzino solo a livello di popolazione. Ad esempio, limitare la pressione dei fitofagi utilizzando metaboliti secondari si basa sul fatto che gli animali acquisiscono sperimentalmente una reazione negativa verso tali specie. In altre parole, sia la popolazione vegetale che quella fitofagica “sacrificano” alcuni individui nel processo di instaurazione di relazioni stabili. Lo stesso vale per tutte le forme di rapporto “consumo-cibo”, comprese le relazioni tra animali carnivori e i loro prodotti alimentari.[...]

Gaevskaya N. S. Nutrizione e connessioni alimentari degli animali che vivono tra la vegetazione del fondo e negli scarichi costieri del Mar Nero. Accademia delle Scienze dell'URSS. 1954. T. 8. P. 269-290.[...]

Nei diagrammi della catena alimentare discussi, ogni organismo è rappresentato mentre si nutre di altri organismi dello stesso tipo. Le connessioni alimentari reali in un ecosistema sono molto più complesse, poiché un animale può nutrirsi di organismi di tipo diverso della stessa catena alimentare o di catene alimentari diverse, ad esempio predatori dei livelli trofici superiori. Gli animali spesso si nutrono sia di piante che di altri animali. Si chiamano onnivori. Pertanto, tutti e tre i tipi di catene alimentari coesistono sempre in un ecosistema in modo tale che i suoi rappresentanti sono uniti da numerose connessioni alimentari che si intersecano e insieme formano una rete alimentare (trofica).[...]

Il principale ruolo ecologico di tutte le varianti delle connessioni alimentari nelle comunità è che, nutrendosi costantemente l'uno dell'altro, gli organismi viventi creano le condizioni per la circolazione delle sostanze, senza le quali la vita è impossibile. La causa determina l'effetto: queste relazioni tra specie influenzano il numero di specie rappresentate nella comunità e si verifica una mutua regolazione del loro numero. Conosci già bene il ciclo biogeochimico delle sostanze a livello della biosfera. Questo fenomeno è di fondamentale importanza, poiché definisce il primo principio del funzionamento dell'ecosistema: l'ottenimento di risorse (materia, energia) e l'eliminazione dei rifiuti avvengono nell'ecosistema nell'ambito del ciclo di tutti gli elementi.[...]

In ogni fase del trasferimento di materia ed energia attraverso la catena alimentare, circa il 90% dell'energia viene persa e solo circa 1/10 di essa passa al consumatore successivo. Il rapporto indicato nel trasferimento di energia nelle connessioni alimentari degli organismi è chiamato principio di Lindemann.[...]

I processi di circolazione delle sostanze in un serbatoio, l'emergere di connessioni alimentari, il consumo di alcuni organismi da parte di altri e la conseguente trasformazione di sostanze organiche portano alla fine alla formazione di prodotti utilizzati dall'uomo. La quantità di produzione ittica in un bacino dipende dalla qualità e dalla quantità del cibo naturale, dalle condizioni ambientali e dalla composizione delle specie dei pesci. Quanto più velocemente il pesce cresce e quanto più breve è la serie di alimenti, tanto maggiore può essere la produttività naturale del bacino. Va tenuto presente che il modello di alimentazione dei pesci cambia man mano che crescono. Pertanto, gli avannotti di carpa si nutrono di crostacei planctonici e quindi di organismi di fondo. Le carpe di due anni consumano principalmente organismi bentonici, ma se scarseggiano, li utilizza anche lo zooplancton. Consuma anche fitoplancton e vegetazione acquatica superiore in piccole quantità. Cibo di base carpa argentata- fitoplancton e detriti. Nelle prime fasi di sviluppo la carpa erbivora si nutre di zooplancton, per poi passare ad alimentarsi di vegetazione acquatica superiore.[...]

Le caratteristiche tipiche della struttura e della genesi delle biocenosi, oltre alle connessioni alimentari e ad altri fattori ambientali sopra menzionati, dipendono in gran parte anche dalla natura della distribuzione delle singole specie sul territorio. Un capitolo speciale sarà dedicato alle caratteristiche tipiche della collocazione e dei raggruppamenti degli insetti sul territorio.[...]

Secondo i calcoli, in ogni fase del trasferimento di materia ed energia attraverso la catena alimentare, circa il 90% dell'energia viene persa e solo circa un decimo di essa passa al consumatore successivo. Il rapporto specificato nel trasferimento di energia nelle connessioni alimentari degli organismi è chiamato “regola del dieci per cento” (principio di Lindeman). Ad esempio, la quantità di energia che raggiunge i carnivori terziari (quinto livello trofico) è solo circa 10-4 dell’energia assorbita dai produttori. Ciò spiega il numero limitato (5-6) di anelli (livelli) nella catena alimentare, indipendentemente dalla complessità della composizione delle specie della biocenosi.[...]

Le singole specie di organismi che abitano una particolare area del territorio sono interconnesse sia da connessioni alimentari che da maggiore o minore somiglianza nei requisiti imposti ai fattori fisico-chimici dell'ambiente inorganico. La formazione di alcuni gruppi di specie è facilitata dalla capacità selettiva degli organismi nel loro habitat e, negli insetti superiori, il movimento attraverso il territorio è facilitato dalla presenza di ali. Inoltre, un complesso di organismi viventi spesso crea le caratteristiche ambientali necessarie per esso. Ad esempio nelle tane dei roditori, abitate da numerose specie di organismi, compresi gli insetti, o nelle tane dei coleotteri rossi (specie dei generi Leihrus Scop., Abrognathus Sem. et.[...]

PRODUTTORI [lat. producéis produrre, creare] - un collegamento nel valore delle connessioni trofiche (alimentari) degli organismi. Organismi che sintetizzano specifiche sostanze organiche (autochimiche) del proprio corpo a partire da sostanze inorganiche utilizzando la fotosintesi e la chemiosintesi.[...]

L'adattamento all'ambiente forestale e la forza, l'inevitabilità delle connessioni biogeocenotiche e le dipendenze con l'ambiente forestale tra la selvaggina e gli uccelli sono molto diversi. Scoiattolo, scoiattolo volante, zibellino, martora, il gallo cedrone e il gallo cedrone sono impensabili fuori dalla foresta. L'orso bruno, come sapete, si trova anche nella zona alpina, anche in montagne quasi prive di alberi, ma è pur sempre un animale della foresta e, soprattutto, un animale delle grandi foreste, poiché ha bisogno di pace e anche per un animale c'è uno spazio sufficientemente ampio (fino a 1000 ettari)1. Esiste un gruppo di animali e uccelli che sono strettamente legati alla foresta e ai legami alimentari (ad esempio, con alberi e arbusti) e come ambiente protettivo (dai nemici e dalle intemperie). Questi sono alci, lepri bianche, galli cedroni. Tuttavia, dove c'è sufficiente tranquillità e ci sono almeno elementi di vegetazione forestale che non si formano ambiente forestale, possono farne a meno. Ad esempio, alci e lepri penetrano dietro elementi di vegetazione forestale fino alla costa marittima della zona della tundra (lungo le valli dei fiumi), fagiani di monte - nella steppa della foresta, ecc. Tipicamente, si tratta di specie successionali associate a piccole foreste attraverso aree bruciate e radure, e non con il culmine finale delle formazioni forestali.[...]

Nella maggior parte degli ecosistemi, possiamo solo determinare come le attività dei microrganismi sono correlate tra loro. In alcuni sistemi, come gli stagni anaerobici poco profondi, le interazioni tra autotrofi ed eterotrofi nel ciclo dello zolfo sono ben studiate. Utilizzando questo metodo, non solo hanno identificato gli organismi responsabili dell'assorbimento del fosforo, ma hanno anche stabilito i collegamenti alimentari esistenti tra loro [...].

Il contributo degli animali - abitanti dei bacini artificiali - all'autodepurazione delle acque è molto grande. Elaborando la materia organica creata dalle piante nelle connessioni alimentari, gli animali consumatori decompongono parte di questa sostanza nei composti semplici iniziali: acqua e anidride carbonica, il resto sotto forma di escrementi passa nella forma più efficacemente utilizzata dai microrganismi decompositori. Parte della sostanza organica si deposita nei limi del fondo.[...]

Difficilmente si può contestare che la nutrizione sia la funzione più vitale del corpo. Pertanto, le connessioni alimentari e le “catene alimentari” sono la manifestazione più elementare della reciproca connessione tra la selvaggina e l’ambiente forestale. Non un singolo problema di ecologia applicata può essere risolto con successo e correttamente senza uno studio approfondito dell'ecologia nutrizionale in tutte le sue complesse e diverse manifestazioni.[...]

I cicli biologici sono determinati dall'attività vitale degli organismi nel senso più ampio: nutrizione, connessioni alimentari, riproduzione, crescita, movimento, rilascio di metaboliti, morte, decomposizione, mineralizzazione. Naturalmente i cicli abiogenici si sono sviluppati molto prima di quelli biologici; essi comprendono l'intero complesso dei processi geologici, geochimici, idrologici e atmosferici.[...]

Il tipo più importante di relazione tra gli organismi in una biocenosi, che di fatto ne costituisce la struttura, sono le connessioni alimentari tra predatore e preda: alcuni sono i mangiatori, altri sono i mangiati. Inoltre tutti gli organismi, vivi e morti, sono cibo per altri organismi: la lepre mangia l'erba, la volpe e il lupo cacciano le lepri, i rapaci (falchi, aquile, ecc.) sono in grado di trascinare via e mangiare entrambi un cucciolo di volpe e un cucciolo di lupo. Piante morte, lepri, volpi, lupi, uccelli diventano cibo per i detritivori (decompositori o comunque distruttori).[...]

Un semplice elenco di gruppi o categorie di alimenti vegetali e animali, comprese bacche, semi, fiori, germogli di alberi, mammiferi, uccelli, invertebrati, ecc., non fornisce nulla di significativo per comprendere le relazioni alimentari nelle biogeocenosi forestali, tanto meno un elenco di famiglie e generi e specie di animali e piante utilizzati come alimenti.[...]

Ai produttori si oppongono i consumatori (dal latino consumo - mangio) - animali, molti batteri e funghi che si nutrono di materia organica viva o morta già creata. Le connessioni alimentari tra produttori e consumatori sono espresse graficamente sotto forma di piramidi ecologiche: numeri, biomassa, energia. Quando ci si sposta ad ogni nuovo passaggio nell'esofago, la catena dalla vegetazione verde al coefficiente carnivoro uso benefico in calo la produzione di energia e biomassa (Fig. 32).[...]

L'esistenza di qualsiasi biocenosi è possibile solo con un flusso costante di energia. In sostanza, tutta la vita sulla Terra si basa sull’energia radiazione solare, che viene tradotto dagli organismi fotosintetici in legami chimici di sostanze organiche. Gli eterotrofi ottengono energia dal cibo. Tutti gli esseri viventi sono oggetti di nutrimento per altri esseri viventi, cioè sono interconnessi da relazioni energetiche. Le connessioni alimentari nelle comunità sono un meccanismo per trasferire energia da un organismo all'altro o ad altri.[...]

Il termine “nicchia” fu introdotto nella scienza nel 1917 da J. Grinnell per designare la più piccola unità di distribuzione di una specie e determinare la potenziale natura della distribuzione un tipo separato in assenza di interazione con altre specie. Nel 1927 Elton interpretò la "nicchia" come un luogo di un certo tipo ambiente biotico in termini di connessioni alimentari e interazioni con i nemici, sottolineando il vero aspetto funzionale. GE Hutchinson (1958) fornì una definizione formale e potenzialmente quantitativa di nicchia. A suo avviso, una nicchia dovrebbe essere definita tenendo conto dell'intera gamma di fattori fisici, chimici e biotici variabili d'ambiente, a cui la specie deve essere adattata (adattata) e sotto l'influenza della quale la popolazione della specie vive e si rinnova indefinitamente per molto tempo. Hutchinson distingue due stati di una nicchia di specie: fondamentale e realizzato. Il primo presuppone l'intero set condizioni ottimali, in cui la specie può vivere in assenza di nemici. Il secondo è l'insieme vero e proprio delle condizioni in cui abitualmente si trova questa specie.[...]

Pertanto, le piante attraverso il processo di fotosintesi creano sostanze nutritive che gli animali utilizzano. A loro volta, gli insetti impollinatori contribuiscono alla riproduzione delle piante e gli animali che si nutrono di frutti garantiscono la dispersione delle piante. Alcuni animali mangiano cibi vegetali, che a loro volta forniscono cibo ad altri animali. Questo è il modo in cui vengono stabilite le connessioni in qualsiasi comunità. Come risultato dell'interazione degli organismi viventi, si forma un sistema ecologico, che costituisce un unico insieme basato sulle connessioni alimentari e sui metodi per ottenere energia.[...]

Ogni specie rappresentata da una particolare popolazione è un componente di una particolare comunità. La comunità (biocenosi) (dal greco bios-vita, koinos-insieme) comprende tutte le popolazioni di specie diverse, caratterizzate da determinati rapporti sia tra loro che con l'ambiente inorganico su cui si trovano determinato territorio chiamato biotopo. La composizione della biocenosi è determinata da quali organismi si trovano in una determinata area e quali di essi sono adatti alle condizioni di esistenza in un dato habitat. Ogni biocenosi ha una certa struttura, composizione di specie e territorio; è caratterizzato da una certa organizzazione delle connessioni alimentari e da un certo tipo di metabolismo.[...]

Nel periodo terziario si instaurò un clima caldo e uniforme. Le foreste, subtropicali e tropicali, sono molto diffuse. Si sviluppano i mammiferi placentari (emergono e spostano i marsupiali da quasi tutti i continenti. I più primitivi erano mammiferi insettivori, da cui ebbero origine i primi carnivori e primati. Gli antichi carnivori diedero origine agli ungulati. Alcuni mammiferi iniziarono a conquistare il mare: apparvero pinnipedi e cetacei. Entro la fine del periodo terziario, tutto bande moderne mammiferi. Anche vari insetti, soprattutto quelli associati alle piante da fiore, si svilupparono intensamente. Ha avuto luogo la formazione di molte specie di uccelli. Gli ecosistemi iniziarono ad acquisire una struttura moderna; si formarono connessioni alimentari tra diverse classi e tipi di organismi.

Gli individui di specie diverse non esistono isolatamente nelle biocenosi, entrano in una varietà di relazioni dirette e indirette. Solitamente si dividono in quattro tipologie: trofici, tonici, forici, di fabbrica.

Relazioni trofiche si verificano quando una specie in una biocenosi si nutre di un'altra (o dei suoi resti morti o dei prodotti della sua attività vitale). Coccinella, nutrendosi di afidi, una mucca in un prato che mangia erba, un lupo che caccia una lepre: tutti questi sono esempi di relazioni trofiche dirette tra le specie.

Quando due specie competono per le risorse alimentari, tra loro si instaura una relazione trofica indiretta. Pertanto, il lupo e la volpe entrano in relazioni trofiche indirette quando utilizzano una risorsa alimentare così comune come una lepre.

Il trasferimento dei semi delle piante viene solitamente effettuato utilizzando dispositivi speciali. Gli animali possono catturarli passivamente. Sì, per la lana grandi mammiferi I semi di bardana o di filo possono attaccarsi alle spine ed essere trasportati per lunghe distanze.

Semi non digeriti che sono passati tratto digerente animali, molto spesso uccelli. Ad esempio, nelle torri vengono prodotti circa un terzo dei semi adatti alla germinazione. In un certo numero di casi, l'adattamento delle piante alla zoocoria è andato così lontano che aumenta la germinazione dei semi che sono passati attraverso l'intestino degli uccelli e sono stati esposti ai succhi digestivi. Gli insetti svolgono un ruolo importante nella trasmissione delle spore fungine.

La foresia animale è un metodo passivo di dispersione, caratteristico delle specie che richiedono il trasferimento da un biotopo all'altro per la vita normale. Le larve di un certo numero di zecche, essendo su altri animali, come gli insetti, si diffondono con l'aiuto delle ali di altre persone. Gli scarabei stercorari a volte non sono in grado di abbassare le elitre a causa del denso accumulo di acari sui loro corpi. Gli uccelli spesso trasportano piccoli animali o le loro uova, nonché cisti di protozoi, sulle piume e sulle zampe. Le uova di alcuni pesci, ad esempio, possono resistere all'essiccazione per due settimane. Caviale di mollusco abbastanza fresco è stato trovato sulle zampe di un'anatra uccisa nel Sahara, a 160 km dallo specchio d'acqua più vicino. Su brevi distanze, gli uccelli acquatici possono trasportare anche gli avannotti che cadono accidentalmente nel loro piumaggio.

Connessioni di fabbrica- un tipo di relazione biopenotica in cui gli individui di una specie utilizzano prodotti escretori, resti morti o anche individui viventi di un'altra specie per le loro strutture. Ad esempio, gli uccelli costruiscono nidi con ramoscelli secchi, erba, pelliccia di mammifero, ecc. Le larve di Caddisfly utilizzano pezzi di corteccia, granelli di sabbia, detriti o conchiglie con molluschi vivi per la costruzione.

Di tutti i tipi di relazioni biotiche tra le specie in una biocenosi, le connessioni topiche e trofiche sono della massima importanza, poiché tengono vicini gli organismi di specie diverse, unendoli in comunità abbastanza stabili (biocenosi) di diverse scale.

Interazione delle popolazioni nelle biocenosi

I tipi di interazioni tra le popolazioni nelle biocenosi sono solitamente suddivisi convenzionalmente in positivi (utili), negativi (sfavorevoli) e neutri. Tuttavia, in una comunità in equilibrio, le interazioni e le connessioni di tutte le popolazioni garantiscono la massima stabilità dell’ecosistema e da questo punto di vista tutte le interazioni sono utili.

Solo le interazioni in una popolazione non in equilibrio durante il suo movimento spontaneo verso l'equilibrio sono positive e negative.

Le connessioni ecologiche tra predatori e prede dirigono l'evoluzione delle popolazioni coniugate.

Commensalismo- una forma di relazione tra due popolazioni quando le attività di una di esse forniscono cibo o riparo all'altra (commensale). In altre parole, il commensalismo è l’uso unilaterale di una popolazione da parte di un’altra senza danneggiare la prima.

Neutralismo- una forma di relazioni biotiche in cui la convivenza di due popolazioni sullo stesso territorio non comporta per loro conseguenze né positive né negative. conseguenze negative. Relazioni come il neutralismo sono sviluppate soprattutto nelle comunità sature di popolazione.

Con amensalismo Per una delle due popolazioni interagenti, le conseguenze della convivenza sono negative, mentre l’altra non ne riceve né danno né beneficio. Questa forma di interazione è più comune nelle piante.

Concorrenza - le relazioni tra popolazioni con esigenze ecologiche simili che esistono su risorse comuni e scarse. La competizione è l’unica forma relazioni ambientali, influenzando negativamente entrambe le popolazioni interagenti.

Se due popolazioni con gli stessi bisogni ecologici si ritrovano nella stessa comunità, prima o poi un concorrente spodesterà l’altro. Questa è una delle regole ambientali più generali, che si chiama legge dell’esclusione competitiva. Popolazioni concorrenti possono coesistere in una biocenosi anche se un predatore non consente l'aumento del numero di un concorrente più forte.

Di conseguenza, ciascun gruppo di organismi contiene un numero significativo di concorrenti potenziali o parziali che sono in relazioni dinamiche tra loro.

La competizione ha un doppio significato nelle biocenosi. È un fattore che determina in larga misura la composizione delle specie delle comunità, poiché popolazioni intensamente concorrenti non vanno d’accordo. Allo stesso tempo, la concorrenza parziale o potenziale consente alle popolazioni di catturare rapidamente risorse aggiuntive rilasciate quando l’attività dei vicini si indebolisce e di mescolarle in connessioni biocenotiche, che preservano e stabilizzano la biocenosi nel suo insieme.

Complementarità e cooperazione sorgono quando l'interazione è vantaggiosa per entrambe le popolazioni, ma non sono completamente dipendenti l'una dall'altra e quindi possono esistere separatamente. Questo è il fattore evolutivamente più importante per le interazioni positive tra le popolazioni nelle biocenosi. Ciò include anche tutte le principali forme di interazione nelle comunità della serie produttori - consumatori - decompositori.

Le interazioni positive sono diventate la base per l’eliminazione delle restrizioni sulle risorse da parte del biota attraverso l’organizzazione dei cicli dei nutrienti.

Tutti i tipi elencati di connessioni biocenotiche, distinti dal criterio del beneficio o del danno dei contatti reciproci per i singoli partner, sono caratteristici non solo delle relazioni interspecifiche, ma anche delle relazioni intraspecifiche.