Пищевые цепи. Поток энергии.

Цепь питания – последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника (предыдущего звена) к потребителю (последующему звену). В зависимости от вида исходного источника вещества и энергии цепи питания делятся на 2 типа:

1. Пастбищные (цепи выедания) – пищевые цепи, которые начинаются с продуцентов и включают консументов разных порядков.

Продуценты → консументы I порядка → консументы II порядка → консументы III порядка (осока → кузнечик → лягушка → змея). Стрелки показывают направления переноса вещества и энергии в цепи питания. Каждый организм в цепи питания относится к определенному трофическому уровню.

Трофический уровень – совокупность организмов, которые, в зависимости от способа их питания и вида корма, составляют определенное звено пищевой цепи.

Трофические уровни принято делить на:

первый трофический уровень – автотрофные организмы (продуценты);

второй трофический уровень – растительноядные животные (консументы I порядка);

третий и последующие – плотоядные животные (консументы II, III и т. д.)

В природе пастбищные цепи в чистом виде не встречаются. Они связаны между собой общими пищевыми звеньями и образуют пищевую сеть (сеть питания). Ее наличие в экосистеме способствует выживанию организмов при недостатке определенного вида корма, благодаря возможности использовать другой корм.

2. Детритные цепи (цепи разложения) – пищевые цепи, которые начинаются с детрита, включают редуцентов разных порядков и заканчиваются минеральными веществами. В детритных цепях происходит перенос вещества и детрита редуцентов разных порядков через продукты их жизнедеятельности.

Детрит → редуценты I порядка → редуценты II порядка → редуцеты III порядка → минеральные вещества (погибшая птица → личинки мух → плесневые грибы → бактерии → минеральные вещества). Благодаря детритным цепям в природе замыкается круговорот веществ.

Типы и формы взаимоотношений организмов в биоценозах.

Между организмами в биоценозах возникают разнообразные межвидовые взаимоотношения. Согласно классификации известного отечественного зоолога В.Н. Беклемишева существует четыре типа биотических взаимоотношений в сообществах.

1. Трофические связи – пищевые связи, при которых один вид питается другим либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнедеятельности. Животные по типу питания делятся на несколько экологических групп: хищники, или зоофаги (питаются животной пищей); сапрофаги (питаются гниющими веществами); некрофаги (питаются трупами животных); копрофаги (питаются экскрементами); фитофаги (питаются растительной пищей). Среди фитофагов выделяют филлофагов (питаются листьями), карпофагов (питаются плодами), ксилофаги (питаются древесиной), ризофагов (питаются корнями). По степени избирательности пищевых объектов выделяют три группы организмов: 1) монофаги – одноядные, 2) олигофаги – ограниченноядные, 3) полифаги – многоядные.

2. Топические связи – взаимоотношения, связанные с местообитанием. Например, конкуренция за место питания, размножения, гнездостроительства.

3. Форические связи – взаимоотношения, связанные с участием одного вида в распространении другого (от слова форезия – перенос одними животными других). Например, рыбы-прилипалы прикрепляются к акулам или черепахам и используют их в качестве «транспорта». Гамазовые клещи часто используют подобным образом различных насекомых. Семена многих растений переносятся различными животными.

4. Фабрические связи – взаимоотношения, при которых один вид использует для своих сооружений другие организмы или их остатки. Птицы используют для строительства гнезд различные растения, пух, шерсть и другой строительный материал биологического происхождения.

Согласно другой классификации между организмами в биоценозах возможны шесть основных типов экологических взаимоотношений (для каждого типа взаимоотношений даются соответствующие обозначения):

1) мутуализм – взаимовыгодные отношения между видами (+;+). Примеры мутуалистических, или симбиотических взаимоотношений:

- лишайники (симбиоз грибов и водорослей; грибы получают питательные вещества, водоросли – воду и минеральные вещества);

- энтомофильные растения – насекомые-опылители;

- кишечные эндосимбионты (бактерии, простейшие) – животные-хозяева (жвачные млекопитающие, термиты);

- бобовые растения – клубеньковые бактерии (азот-фиксаторы);

- деревья – грибы.

2) комменсализм – одностороннее использование одним видом другого без вреда для последнего (+; 0). Эти взаимоотношения заключаются в том, что деятельность одного вида доставляет пищу или убежище другому.

Примеры комменсализма:

- рыбы-прилипалы на акулах или черепахах;

- поселение растений-эпифитов на коре деревьев;

- гамазовые клещи на различных насекомых;

- египетская цапля – крупный рогатый скот (питается насекомыми, которых вспугивает скот);

- мухи-шмелевидки в гнездах шмелей (поедают различный мусор);

3) нейтрализм – независимое существование видов, при котором виды не приносят друг другу ни вреда, ни пользы (0; 0);

4) аменсализм – взаимоотношение видов, при котором один не получает ни вреда, ни пользы, а для другого это взаимоотношение отрицательно. Светолюбивые растения, растущие под елью, испытывают угнетение, а для ели это взаимоотношение безразлично (-; 0);

5) конкуренция – форма экологических взаимоотношений, отрицательно сказывающаяся на обоих взаимодействующих видах (+; -). Конкуренция возникает между видами за различные ресурсы (трофические, топические);

6) хищничество и паразитизм – одностороннее использование одним видом (хищник, паразит) другого (хозяин), при котором первый уничтожает или эксплуатирует другого (+;-). Хищничество и паразитизм относятся к пищевым взаимоотношениям.

Хищникам для нормального существования необходимы приспособления, позволяющие успешно охотиться на жертв. Поэтому в популяция хищников естественный отбор будет увеличивать эффективность поиска, будут иметь те особи, которые успешнее избегают хищников. Долговременная коэволюция (совместная эволюция) хищника и жертвы совершенствует приспособления видов, входящих в эту пару. Сюда относятся как сложные морфологические, так и поведенческие адаптации.

Коэволюция паразита и хозяина, как и в случае пары хищник – жертва, приводит к выработке различных приспособлений с обеих сторон. Для хозяина это главным образом иммунная система, для паразита – целый комплекс морфологических, физиологических и поведенческих адаптаций. Паразитизм, в отличие от хищничества характеризуется более узкой специализацией видов, поскольку степень адаптированности к определенному виду хозяина определяет успех выживания паразита.

Цель работы: выявить консорции в разных биоцеозах (сосновый лес, березовый лес, агроценоз, луговой биоценоз и т.д.)

Ядро консорции – сосна обыкновенная.

Консорты 1 порядка – Большой пестрый дятел, белка обыкновенная, сосновый обыкновенный пилильщик.

Консорты 2 порядка – Куница, ястреб-тетеревятник.

Вывод: консорты различных порядков могут как положительно так и отрицательно влиять на продуктивность фитоценозов. Например, дятел поедает вредителей сосны, а пилильщик оказывает отрицательное воздействие на нее.

 

Работа 6. Изучение жизненных форм растений и животных и составление спектра жизненных форм

11.06.2016

Погодные условия: t=17 ⁰C, скорость ветра 7 м/с, направление З, влажность 41%.

Теоретическая часть

В результате длительной приспособительной эволюции живые организмы приобрели определенную выраженность внешнего облика, характерного для каждых конкретных условий обитания. Внешний облик организма, характеризующийся определенными морфологическими признаками и габитусом, называют жизненной формой. Классификаций жизненных форм растений и животных несколько, но ни одна из них не является полностью удовлетворительной. В практике широко используют классификации К. Раункиера, И.Г. Серебрякова (для растений); А.Н. Формозова, Д.Н. Кашкарова (для животных).

Классификация К. Раункиера (1905 – 1907 гг.). В основу классификации положена высота почек возобновления по отношению к уровню почвы. Согласно классификации выделяют:

1. Фанерофиты (от греч. Фанерос – открытый, явный) – это растения, у которых почки возобновления находятся на высоте более 50 см и не закрываются снегом. В эту группу входят деревья, кустарники, деревянистые лианы, эпифиты, полупаразиты типа омелы. Растения этой группы преобладают в условиях тёплого климата. Почки таких растений защищены чешуями, заливаются бальзамом или смолой, а высота представителей этой жизненной формы от 2 до 30 и более метров.

2. Хамефиты (от греч. хаме – низкий) – это растения, у которых почки возобновления находятся над поверхностью почвы на высоте до 30 – 50 см. Зимой они, как правило, покрыты снегом. В эту группу входят кустарнички, полукустарники, некоторые многолетние травы, стелющиеся растения, растения-подушки, мхи. Например, брусника, черника, голубика, полыни, вереск и т.д. Хамефиты господствуют в тундрах, высокогорьях, пустынях.

3. Гемикриптофиты (от греч. геми – полу-, криптос – скрытый) – это растения, почки возобновления которых располагаются на уровне поверхности почвы, скрыты чешуями, укрываются опавшими листьями и снежным покровом. К ним относятся многие травянистые растения умеренных широт (лютик, одуванчик, живучка, ослинник и многие другие).

4. Криптофиты (от греч. криптос – скрытый) – это растения, почки возобновления которых находятся на некоторой глубине в почве. Это большинство луковичных и корневищных растений (лук, чеснок, тюльпан, пырей, купена, подснежник и др.). У некоторых растений почки могут зимовать под водой (телорез, элодея).

5. Терофиты (от греч. теро – лето; фитон – растение) – это растения, переносящие неблагоприятный период в виде семян. Это однолетники, представители пустынь, полупустынь. В умеренных широтах их очень мало.

Классификация И.Г. Серебрякова (1962 г.). Все многобразие растений сведено в 4 отдела и 8 типов жизненных форм, а каждый тип, в свою очередь подразделяется на формы. Выделение отделов, которые обозначаются А, Б, В, Г основано на структуре надземных осевых органов. Выделение типов основано на относительной длительности жизни надземных осей.