Круговорот веществ в экосистемах

Для поддержания круговорота веществ в системе необ­ходимы эти четыре компонента (хотя в принципе круго­ворот атомов может поддерживаться в системе и без про­межуточного звена - консументов, за счет деятельности двух других групп организмов). Схема круговорота ве­ществ в экосистеме приведена на рисунке.

9. Поток энергии и цепи питания.

Поддержание жизнедеятельности организмов и круго­ворот веществ в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. В конечном итоге вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечно­го излучения, которая переводится фотосинтезирующими организ­мами в химические свя­зи органических соеди­нений. Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые орга­низмы являются объек­тами питания других, то есть связаны между собой энергетическими отношениями. Пище­вые связи в сообще­ствах — это механизмы передачи энергии от од­ного организма к дру­гому. В каждом сооб­ществе трофические связи переплетены сложную сеть.

Таким образом, трофические сети в биогеоценозах очень сложные и создается впечатление, что энергия в них может долго мигрировать от одного организма к другому. На самом деле путь каждой конкретной порции энергии, на­копленной зелеными растениями, короток. Она может пере­даваться не более чем через 4 —6 звеньев ряда, состоящего из последовательно питающихся друг другом организмов.

Цепи взаимосвязанных видов, последовательно извле­кающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества, называются пищевыми (трофическими) цепями

При составлении пищевых цепей необходимо соблюдать несколько правил:

• пищевые цепи короткие;

• пищевые цепи замкнутые;

• на первом трофическом уровне в цепи располагает­ся продуцент или мертвое органическое вещество.

Место каждого звена в цепи питания называют трофи­ческим уровнем. Первый уровень представлен чаще всего продуцентами, второй — растительноядными консументами, третий — плотоядными консументами, четвертый — плотоядными, потребляющими других плотоядных.

Чтобы ответить на вопрос о причинах небольшой дли­ны пищевых цепей, нужно рассмотреть поток энергии в цепях питания.

Энергетический баланс консументов складывается из трат на рост, трат на дыхание и энергии неусвоенной пищи в виде экскрементов. Траты на дыхание во много раз больше энергетических затрат на увеличение массы само­го организма, то есть основная часть потребляемой с пищей энергии идет у животного на поддержание их жизнедеятельности и лишь сравнительно небольшая — на построение тела, рост и размножение. Иными словами, большая часть энергии при переходе из одного звена пищевой цепи в другое теряется, так как к следующему потребителю может поступать лишь та энергия, которая заключается в массе поедаемого организма. По грубым подсчетам, эти потери составляют около 90 % при каждом акте передачи энергии через трофическую цепь.

Таким образом, запас энергии, накопленный зелеными растениями, в цепях питания стремительно иссякает. По­этому пищевая цепь обычно включает всего 4 —5 звеньев. Потерянная в цепях питания энергия может быть вос­полнена только поступлением новых ее порций. Поэтому в экосистемах не может быть круговорота энергии, ана­логичного круговороту веществ. Экосистема функциони­рует только за счет направленного потока энергии, посто­янного поступления ее извне в виде солнечного излучения или готовых органических веществ.