Пищевые цепи, трофические сети и уровни

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственно бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И  РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

(ТУСУР)

        Кафедра радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга

(РЭТЭМ)

                  

                 

                         Курсовая работа по дисциплине «Общая экология » на тему:

                                         « Пищевые цепи, трофические сети и уровни»

 

Оценка:_________________

Выполнила:                                                 Студентка гр. 211                      ______________/А.С. Ястребова                       «____»______________ 2012г.                                                       Проверил:                               Доцент кафедры РЭТЭМ                           ____________/Е.Г.Незнамова                         «____»______________ 2013г.

 

 

                                                                              2013

 

Содержание

Техническое задание………………………………………………………………………...3

Введение………………………………………………………………………………………4

Глава 1.  Пищевые цепи, сети и уровни………………………………………….................5

1. Пищевые цепи………………………………………………………………...5
2. Трофические уровни………………………………………………………….8
3. Трофические сети……………………………………………………………..9

Глава 2. Экологические пирамиды………………………………………………………...10

               2.1 Пирамиды численности……………………………………………………....10

                2.2 Пирамиды биомассы………………………………………………………….11

                2.3 Пирамиды энергии……………………………………………………………12

Глава  3. Закономерности трофического оборота в биоценозе…………………………..15

                 3.1 Правило десяти процентов…………………………………………………..16

                 3.2 Правило биологического усиления…………………………………………16

Глава 4.Трофические  сети конкурирующих биоценозов. ……………………………....18

                 4.1    Пищевые связи пресного водоема…………………………………………18

                 4.2    Пищевые связи леса…………………………………………………….......18

 

Заключение……………………………………………………………………………….....20

Список  используемой литературы………………………………………………………21

 

 

 

 

 

 

 

Техническое задание.

Цель курсовой – дать характеристику пищевым связям в  природе.

Задачи:

1.Дать общую характеристику  пищевых сетей и уровней.

1. Трофические цепи.
2. Трофические сети.

2.Рассмотреть экологические пирамиды.

                 2.1 Пирамиды численности.

                 2.2 Пирамиды биомассы.

                 2.3 Пирамиды энергии.

3.  Изучить трофические сети конкурирующих биоценозов.

                 3.1   Пищевые связи пресного водоема.

                 3.2    Пищевые связи леса.

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Организмы в природе связаны  общностью энергии и питательных  веществ. Всю экосистему можно уподобить  единому механизму, потребляющему  энергию и питательные вещества для совершения работы. Питательные  вещества первоначально происходят из абиотического компонента системы, в который, в конце концов, и  возвращаются либо в качестве отходов  жизнедеятельности, либо после гибели и разрушения организмов.

Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются  автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Типичный пример:  животное поедает растения. Это животное в свою очередь может быть съедено  другим животным, и таким путем  может происходить перенос энергии  через ряд организмов – каждый последующий питается предыдущим, поставляющим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено  – трофическим уровнем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                   

Глава 1.  Пищевые  цепи, сети и уровни.

Пищевая цепь - система передачи вещества и энергии от организма к организму, в которой каждый предыдущий организм истребляется последующим.

Трофический уровень - это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания и выступающие для каждого последующего уровня в качестве пищи.

Трофическая сеть (от греч. trophe - питание), трофическая цепь - характерная для биоценозов структура трофических связей в виде сложной сети, в узлах которой находятся виды со своими консорциями и микроконсорциями

1. Пищевые цепи.

Пищевая цепь - система передачи вещества и энергии от организма к организму, в которой каждый предыдущий организм истребляется последующим.

Между автотрофами  и гетеротрофами в экосистемах  существуют сложные пищевые взаимодействия. Одни организмы поедают другие, и  таким образом осуществляют перенос  веществ и энергии - основу функционирования экосистемы.

Внутри экосистемы органические вещества создаются автотрофными организмами, например, растениями. Растения поедают животные, которых, в свою очередь, поедают другие животные. Такая  последовательность называется пищевой  цепью (рис.1), а каждое звено пищевой  цепи называется трофическим уровнем.

Различают

• пастбищные пищевые цепи
• детритные пищевые цепи
• паразитические пищевые цепи

(Рис .1) - Пищевая цепь.

Пастбищные пищевые цепи (цепи выедания) - пищевые цепи, которые начинаются с автотрофных фотосинтезирующих или хемосинтезирующих организмов (рис. 2.). Пастбищные пищевые цепи распространены преимущественно в сухопутных и морских экосистемах.

Примером может служить пастбищная пищевая цепь луга. Начинается такая  цепь с улавливания солнечной  энергии растением. Бабочка, питающаяся нектаром цветка, представляет собой  второе звено в этой цепи. Стрекоза - хищное летающее насекомое - нападает на бабочку. Спрятавшаяся среди зеленой  травы лягушка ловит стрекозу, но сама служит добычей для такого хищника, как уж. Целый день уж мог  бы переваривать лягушку, но еще не успело зайти солнце, как сам стал добычей другого хищника.

Пищевая цепь, идущая от растения через  бабочку, стрекозу, лягушку, ужа к  ястребу, указывает путь направления  движения органических веществ, а также  содержащейся в них энергии.

В океанах и морях автотрофные  организмы (одноклеточные водоросли) существуют только до глубины проникновения  света (максимум до 150-200 м). Гетеротрофные организмы, обитающие в более глубоких слоях воды, ночью поднимаются к поверхности, чтобы питаться водорослями, а утром вновь уходят на глубину, совершая суточные вертикальные миграции протяженностью до 500-1000 м. В свою очередь, с наступлением утра гетеротрофные организмы из еще более глубоких слоев поднимаются наверх, чтобы питаться за счет опускающихся из поверхностных слоев других организмов.

Таким образом, в глубоких морях  и океанах существует своеобразная "пищевая лестница", благодаря  которой органическое вещество, созданное  автотрофными организмами в поверхностных  слоях воды, переносится по цепочке  живых организмов до самого дна. В  этой связи некоторые морские  экологи считают всю водную толщу  единым биогеоценозом. Другие полагают, что условия среды в поверхностных  и придонных слоях воды настолько  различны, что их нельзя рассматривать  как единый биогеоценоз.

Детритные пищевые цепи (цепи разложения) - пищевые цепи, которые начинаются с детрита - отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных.

(Рис. 2) –Некоторые пищевые цепи в экосистемах

Детритные цепи наиболее характерны для сообществ континентальных водоемов, дна глубоких озер, океанов, где многие организмы питаются детритом, образованным отмершими организмами верхних освещенных слоев водоема или попавшим в водоем из наземных экосистем, например, в виде листового опада.

Экосистемы дна морей и океанов, куда не проникает солнечный свет, существуют только за счет постоянного  оседания туда отмерших организмов, обитающих  в поверхностных слоях воды. Общая  масса этого вещества в Мировом  океане за год достигает не менее  нескольких сотен миллионов тонн.

Распространены детритные цепи также и в лесах, где большая часть ежегодного прироста живой массы растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, образуя опад, и разлагается затем сапротрофными организмами с последующей минерализацией редуцентами. Большое значение в разложении отмерших остатков растительного происхождения, особенно древесины, имеют грибы.

Гетеротрофные организмы, питающиеся непосредственно детритом, называются детритофагами. В наземных экосистемах ими являются многие виды насекомых, червей и др. Крупные детритофаги, к которым относятся некоторые виды птиц (грифы, вороны и т.д.) и млекопитающих (гиены и пр.) называют падальщиками.

(Рис 3.) –Схема пищевых цепей.

В водных экосистемах наиболее распространенными  детритофагами являются членистоногие - водные насекомые и их личинки, и ракообразные. Детритофагами могут питаться другие, более крупные гетеротрофные организмы, которые могут сами служить пищей для хищников.

Паразитические пищевые  цепи - пищевые цепи, которые начинаются свободноживущим организмом, на котором паразитируют паразиты первого порядка, на них, в свою очередь, паразиты второго порядка и т.д.

Аскариды, паразитирующие на пойкилотермных организмах, являются паразитами первого  порядка, паразитирующие в клетках  аскарид одноклеточные эукариоты - паразитами второго вирусы (бактериофаги) - паразиты четвертого порядка и  т.д.

 

 

 

 

 

2. Трофические уровни.

Трофический уровень - это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания и выступающие для каждого последующего уровня в качестве пищи.

Звенья  пищевой цепи представляют собой  трофические уровни - последовательно  удаленные от продуцентов в пищевой  цепи совокупности организмов.

(Рис. 4) –Упрощённая схема цепей в наземной экосистеме.

Организмы первого трофического уровня в пастбищных пищевых цепях - это первичные продуценты, автотрофные  организмы - растения лугов, лесов, водоемов, хемосинтезирующие бактерии. В детритных пищевых цепях автотрофные организмы отсутствуют, а первый трофический уровень детритной пищевой цепи образует детрит.

Второй трофический уровень  цепи питания образуют консументы первого порядка - в основном растительноядные животные - фитофаги. Кроме того, в его состав входят высшие и низшие растения-паразиты, а также питающиеся фитопланктоном представители зоопланктона.

Третий трофический уровень  составляют консументы второго порядка - плотоядные животные - зоофаги, поедающие растительноядных животных. Это хищники первого порядка - мелкие млекопитающие, насекомоядные птицы. Сюда же относятся эндо- и эктопаразиты зоофагов, а также те фитофаги, которые живут за счет поедания растений-паразитов.

Четвертый трофический уровень  представлен консументами третьего порядка - более крупными плотоядными животными - хищниками второго порядка, а также животными, паразитирующими на хищниках первого порядка.

Конечным, пятым, трофическим  уровнем являются потребители мертвого органического вещества и продуктов  жизнедеятельности - деструкторы (редуценты). К ним относятся: беспозвоночные животные - сапрофаги, копрофаги, некрофаги, поедающие остатки, отбросы и трупы организмов; растения-сапрофаги, питающиеся органическими веществами растительного опада и отпада; гетеротрофные микроорганизмы, осуществляющие окончательное разложение растительных и животных органических веществ до простых минеральных соединений (СО₂, Н₂О), которые возвращаются в экосистему и вновь принимают участие в круговороте веществ усваиваясь автотрофными организмами.

Обычно различные  трофические уровни в экосистемах  не разделены в пространстве. Однако в некоторых случаях они достаточно четко дифференцированы. Например, в геотермальных источниках автотрофные  организмы - сине-зеленые водоросли  и автотрофные бактерии, образующие специфические водорослево-бактериальные сообщества ("маты") распространены при температуре свыше 40-45° С. При более низких температурах они не выживают.