Синтез первичного органического вещества. Понятие о трофических уровнях, пищевых цепях.

 

Синтез первичного органического вещества.

Практически всё первичное органическое вещество на Земле образуется зелёными растениями в процессе фотосинтеза. Этот процесс идёт с поглощением энергии, которая запасается в химических связях органического вещества.

Отличительная особенность зеленого растения - способность на свету создавать органические вещества из неорганических. Этот процесс называется фотосинтезом. Исходные вещества для него - диоксид углерода и вода, энергией служит солнечный свет. Суммарным выражением фотосинтеза является реакция:

6СО₂ + 6Н₂О + энергия = С₆Н₁₂О₆ + 6О₂.

Получившаяся, таким образом, глюкоза впоследствии превращается в более сложные углеводы (в т. ч. в крахмал). Источником энергии для фотосинтеза служат преимущественно красные лучи спектра. Процесс фотосинтеза протекает сложно и многоступенчато. Он складывается из ряда последовательных реакций, часть которых протекает на свету, часть в темноте.

 

Пищевая (трофиическая) цепь — ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями: пища — потребитель.

Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев, каждое из которых связано с соседними звеньями отношениями «пища — потребитель». В качестве звеньев цепи выступают группы организмов, например, конкретные биологические виды. Связь между двумя звеньями устанавливается, если одна группа организмов выступает в роли пищи для другой группы. Первое звено цепи не имеет предшественника, то есть организмы из этой группы в качестве пищи не использует другие организмы, являясь продуцентами. Чаще всего на этом месте находятся растения, грибы, водоросли. Организмы последнего звена в цепи не выступают в роли пищи для других организмов.

Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, то есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия. В процессе питания потенциальная энергия пищи переходит к её потребителю. При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80-90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4-5 звеньев. Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального.

Трофический уровень — звено трофической цепи, условная единица, обозначающая удалённость от продуцентов в трофической цепи данной экосистемы.

Существуют 2 основных типа трофических цепей:

Пастбищные

В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом хищники (консументы) 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, щука, питающаяся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.

Детритные

В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространённых в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита (органических останков), идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоёмах и на больших глубинах океана) часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.

В масштабах планеты, на долю цепей выедания приходится около 10 % энергии и веществ запасённых автотрофами, 90 % же процентов включается в круговорот посредством цепей разложения.