Przykłady żywych łańcuchów. Łańcuchy troficzne w przyrodzie. Rodzaje łańcuchów pokarmowych: przykłady w przyrodzie

23.09.2019

Wstęp

1. Łańcuchy pokarmowe i poziomy troficzne

2. Sieci pokarmowe

3. Połączenia z żywnością słodkowodną

4. Leśne powiązania pokarmowe

5. Straty energii w obwodach elektroenergetycznych

6. Piramidy ekologiczne

6.1 Piramidy liczb

6.2 Piramidy biomasy

Wniosek

Bibliografia

Wstęp

Organizmy w przyrodzie są połączone wspólnością energii i składników odżywczych. Cały ekosystem można porównać do pojedynczego mechanizmu, który zużywa energię i składniki odżywcze do wykonania pracy. Składniki odżywcze pochodzą początkowo z abiotycznego składnika ustroju, jakim jest m.in W końcu i powracają albo jako produkty odpadowe, albo po śmierci i zniszczeniu organizmów.

W ekosystemie zawierające energię substancje organiczne są wytwarzane przez organizmy autotroficzne i służą jako pożywienie (źródło materii i energii) dla heterotrofów. Typowy przykład: zwierzę zjada rośliny. Zwierzę to z kolei może zostać zjedzone przez inne zwierzę i w ten sposób energia może być przekazywana przez szereg organizmów - każdy kolejny żeruje na poprzednim, dostarczając mu surowców i energii. Ta sekwencja nazywana jest łańcuchem pokarmowym, a każde ogniwo nazywane jest poziomem troficznym.

Celem eseju jest scharakteryzowanie powiązań pokarmowych w przyrodzie.

1. Łańcuchy pokarmowe i poziomy troficzne

Biogeocenozy są bardzo złożone. Zawsze zawierają wiele równoległych i kompleksowo powiązanych łańcuchów pokarmowych, a całkowitą liczbę gatunków często mierzy się w setkach, a nawet tysiącach. Prawie zawsze różne gatunki żywią się kilkoma różnymi obiektami i same służą jako pożywienie dla kilku członków ekosystemu. Rezultatem jest złożona sieć połączeń pokarmowych.

Każde ogniwo w łańcuchu pokarmowym nazywane jest poziomem troficznym. Pierwszy poziom troficzny zajmują autotrofy, czyli tak zwani producenci pierwotni. Organizmy drugiego poziomu troficznego nazywane są konsumentami pierwotnymi, trzeci - konsumentami wtórnymi itp. Zwykle występuje cztery lub pięć poziomów troficznych, a rzadko więcej niż sześć.

Głównymi producentami są organizmy autotroficzne, głównie rośliny zielone. Niektóre prokarioty, a mianowicie sinice i kilka gatunków bakterii, również dokonują fotosyntezy, ale ich udział jest stosunkowo niewielki. Fotosyntetyki przekształcają energię słoneczną (energię świetlną) w energię chemiczną zawartą w cząsteczkach organicznych, z których zbudowane są tkanki. Bakterie chemosyntetyczne, które pozyskują energię ze związków nieorganicznych, również w niewielkim stopniu przyczyniają się do produkcji materii organicznej.

W ekosystemach wodnych głównymi producentami są glony – często małe organizmy jednokomórkowe tworzące fitoplankton powierzchniowych warstw oceanów i jezior. Na lądzie większość produkcji podstawowej jest dostarczana przez bardziej zorganizowane formy związane z roślinami nagonasiennymi i okrytozalążkowymi. Tworzą lasy i łąki.

Konsumenci pierwotni żywią się producentami pierwotnymi, tj. są roślinożercami. Na lądzie typowe zwierzęta roślinożerne obejmują wiele owadów, gadów, ptaków i ssaków. Najważniejszymi grupami ssaków roślinożernych są gryzonie i zwierzęta kopytne. Do tych ostatnich zaliczają się pasące się zwierzęta, takie jak konie, owce i bydło, które są przystosowane do biegania na palcach.

W ekosystemach wodnych (słodkowodnych i morskich) formy roślinożerne reprezentowane są zwykle przez mięczaki i małe skorupiaki. Większość tych organizmów – wioślarki, widłonogi, larwy krabów, pąkle i małże (takie jak małże i ostrygi) – odżywia się poprzez filtrowanie z wody drobnych pierwotnych producentów. Wiele z nich, wraz z pierwotniakami, stanowi większość zooplanktonu żywiącego się fitoplanktonem. Życie w oceanach i jeziorach zależy prawie wyłącznie od planktonu, ponieważ od niego zaczynają się prawie wszystkie łańcuchy pokarmowe.

Materiał roślinny (np. nektar) → mucha → pająk →

→ ryjówka → sowa

Sok z krzewu różanego → mszyca → biedronka → pająk → ptak owadożerny → ptak drapieżny

Istnieją dwa główne typy łańcuchów pokarmowych – wypasowy i detrytyczny. Powyżej przedstawiono przykłady łańcuchów pastwiskowych, w których pierwszy poziom troficzny zajmują rośliny zielone, drugi – zwierzęta pastwiskowe, a trzeci – drapieżniki. Ciała martwych roślin i zwierząt nadal zawierają energię i „materiał budowlany”, a także wydaliny przyżyciowe, takie jak mocz i kał. Te materiały organiczne są rozkładane przez mikroorganizmy, mianowicie grzyby i bakterie, żyjące jako saprofity na pozostałościach organicznych. Takie organizmy nazywane są rozkładającymi. Uwalniają enzymy trawienne na zwłoki lub produkty przemiany materii i absorbują produkty ich trawienia. Szybkość rozkładu może być różna. Materia organiczna z moczu, odchodów i zwłok zwierząt jest zużywana w ciągu kilku tygodni, natomiast powalone drzewa i gałęzie rozkładają się przez wiele lat. Bardzo istotną rolę w rozkładzie drewna (i innych resztek roślinnych) odgrywają grzyby, które wydzielają enzym celulozę, zmiękczający drewno, dzięki czemu małe zwierzęta mogą wnikać i wchłaniać zmiękczony materiał.

Kawałki częściowo rozłożonego materiału nazywane są detrytusem i wiele małych zwierząt (detrytusożernych) żeruje na nich, przyspieszając proces rozkładu. Ponieważ w procesie tym biorą udział zarówno prawdziwi rozkładający (grzyby i bakterie), jak i detrytivores (zwierzęta), oba są czasami nazywane rozkładającymi, chociaż w rzeczywistości termin ten odnosi się tylko do organizmów saprofitycznych.

Większe organizmy mogą z kolei żerować na detrytusach i wówczas tworzy się inny typ łańcucha pokarmowego – łańcuch, łańcuch zaczynający się od detrytusu:

Detrytus → detrytivore → drapieżnik

Do szkodników zbiorowisk leśnych i przybrzeżnych zaliczają się dżdżownice, wszy leśne, larwy muchówek padlinożernych (las), wieloszczety, szkarłatne, holothurian (strefa przybrzeżna).

Oto dwa typowe detrytyczne łańcuchy pokarmowe w naszych lasach:

Ściółka → Dżdżownica → Kos → Krogulec

Martwe zwierzę → Larwy muchy padlinożernej → Żaba trawna → Zaskroniec zwyczajny

Niektóre typowe detrytusożerne to dżdżownice, wszy, dwunożne i mniejsze (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.

2. Sieci pokarmowe

Na diagramach łańcucha pokarmowego każdy organizm jest przedstawiony jako żerujący na innych organizmach jednego typu. Jednak rzeczywiste powiązania pokarmowe w ekosystemie są znacznie bardziej złożone, ponieważ zwierzę może żerować na różnych typach organizmów z tego samego łańcucha pokarmowego lub nawet z różnych łańcuchów pokarmowych. Dotyczy to szczególnie drapieżników z wyższych poziomów troficznych. Niektóre zwierzęta jedzą zarówno inne zwierzęta, jak i rośliny; nazywa się je wszystkożernymi (dotyczy to zwłaszcza ludzi). W rzeczywistości łańcuchy pokarmowe są ze sobą powiązane w taki sposób, że powstaje sieć pokarmowa (troficzna). Diagram sieci troficznej może pokazać tylko kilka z wielu możliwych połączeń i zwykle uwzględnia tylko jednego lub dwa drapieżniki z każdego z wyższych poziomów troficznych. Diagramy takie ilustrują zależności żywieniowe pomiędzy organizmami w ekosystemie i stanowią podstawę do ilościowych badań piramid ekologicznych i produktywności ekosystemu.

3. Połączenia z żywnością słodkowodną

Łańcuchy pokarmowe zbiornika słodkowodnego składają się z kilku kolejnych ogniw. Na przykład pierwotniaki zjadane przez małe skorupiaki żywią się resztkami roślin i rozwijającymi się na nich bakteriami. Skorupiaki z kolei służą jako pokarm dla ryb, a te ostatnie mogą być zjadane przez ryby drapieżne. Prawie wszystkie gatunki nie żywią się jednym rodzajem pożywienia, ale korzystają z różnych obiektów spożywczych. Łańcuchy pokarmowe są ze sobą ściśle powiązane. Wynika z tego ważny ogólny wniosek: jeśli wypadnie jakikolwiek członek biogeocenozy, wówczas system nie zostanie zakłócony, ponieważ wykorzystywane są inne źródła pożywienia. Im większa różnorodność gatunkowa, tym system jest bardziej stabilny.

Podstawowym źródłem energii w biogeocenozie wodnej, podobnie jak w większości systemów ekologicznych, jest światło słoneczne, dzięki któremu rośliny syntetyzują materię organiczną. Oczywiście biomasa wszystkich zwierząt występujących w zbiorniku jest całkowicie zależna od produktywności biologicznej roślin.

Cel: poszerzyć wiedzę na temat biotycznych czynników środowiska.

Sprzęt: rośliny zielnikowe, strunowce faszerowane (ryby, płazy, gady, ptaki, ssaki), kolekcje owadów, preparaty mokre zwierząt, ilustracje różnych roślin i zwierząt.

Postęp:

1. Skorzystaj ze sprzętu i wykonaj dwa obwody zasilające. Pamiętaj, że łańcuch zawsze zaczyna się od producenta, a kończy na reduktorze.

Rośliny → owady→jaszczurka → bakteria

Rośliny → konik polny→ żaba → bakteria

Zapamiętaj swoje obserwacje w przyrodzie i utwórz dwa łańcuchy pokarmowe. Producenci etykiet, konsumenci (1. i 2. zamówienie), rozkładający.

Fioletowy → Skoczogonki→drapieżne roztocza→drapieżne stonogi→ bakteria

Producent - konsument1 - konsument2 - konsument2 - rozkładający

Kapusta→ ślimak→ żaba →bakteria

Producent – konsument1 – konsument2 – rozkładający

Co to jest łańcuch pokarmowy i co leży u jego podstaw? Od czego zależy stabilność biocenozy? Podaj swój wniosek.

Wniosek:

Żywność (troficzny) łańcuch- szereg gatunków roślin, zwierząt, grzybów i mikroorganizmów, które są połączone ze sobą relacją: żywność - konsument (sekwencja organizmów, w której następuje stopniowy transfer materii i energii ze źródła do konsumenta). Organizmy następnego ogniwa zjadają organizmy poprzedniego ogniwa i w ten sposób następuje łańcuchowy transfer energii i materii, który leży u podstaw obiegu substancji w przyrodzie. Przy każdym transferze z łącza na łącze duża część (nawet 80-90%) energii potencjalnej jest tracona i rozpraszana w postaci ciepła. Z tego powodu liczba ogniw (rodzajów) w łańcuchu pokarmowym jest ograniczona i zwykle nie przekracza 4-5. O stabilności biocenozy decyduje różnorodność jej składu gatunkowego. Producenci- organizmy zdolne do syntezy substancji organicznych z nieorganicznych, czyli wszystkie autotrofy. Konsumenci- heterotrofy, organizmy konsumujące gotowe substancje organiczne stworzone przez autotrofy (producenci). W przeciwieństwie do rozkładających się

konsumenci nie są w stanie rozłożyć substancji organicznych na nieorganiczne. Rozkładacze- mikroorganizmy (bakterie i grzyby), które niszczą martwe szczątki istot żywych, zamieniając je w nieorganiczne i proste związki organiczne.

3. Wymień organizmy, które powinny znaleźć się na brakującym miejscu w poniższych łańcuchach pokarmowych.

1) Pająk, lis

2) gąsienica zjadająca drzewa, jastrząb wężowy

3) gąsienica

4. Z proponowanej listy organizmów żywych utwórz sieć troficzną:

trawa, krzak jagodowy, mucha, sikorka, żaba, wąż trawiasty, zając, wilk, gnijące bakterie, komar, konik polny. Wskaż ilość energii, która przechodzi z jednego poziomu na drugi.

1. Trawa (100%) - konik polny (10%) - żaba (1%) - wąż (0,1%) - gnijące bakterie (0,01%).

2. Krzew (100%) - zając (10%) - wilk (1%) - bakterie gnijące (0,1%).

3. Trawa (100%) - mucha (10%) - sikora (1%) - wilk (0,1%) - gnijące bakterie (0,01%).

4. Trawa (100%) - komar (10%) - żaba (1%) - wąż (0,1%) - gnijące bakterie (0,01%).

5. Znając zasadę przenoszenia energii z jednego poziomu troficznego na drugi (ok. 10%), zbuduj piramidę biomasy dla trzeciego łańcucha pokarmowego (zadanie 1). Biomasa roślinna wynosi 40 ton.

Trawa (40 ton) - konik polny (4 tony) - wróbel (0,4 tony) - lis (0,04).

6. Wniosek: co odzwierciedlają zasady piramid ekologicznych?

Zasada piramid ekologicznych bardzo warunkowo oddaje wzór przenoszenia energii z jednego poziomu żywienia na następny w łańcuchu pokarmowym. Te modele graficzne zostały po raz pierwszy opracowane przez Charlesa Eltona w 1927 roku. Zgodnie z tym wzorcem całkowita masa roślin powinna być o rząd wielkości większa niż zwierząt roślinożernych, a całkowita masa zwierząt roślinożernych powinna być o rząd wielkości większa niż drapieżników pierwszego poziomu itp. na sam koniec łańcucha pokarmowego.

Praca laboratoryjna nr 1

Temat: Badanie struktury komórek roślinnych i zwierzęcych pod mikroskopem

Cel pracy: zapoznać się z cechami strukturalnymi komórek roślinnych i zwierzęcych, pokazać podstawową jedność ich struktury.

Sprzęt: mikroskop , skórka cebuli , komórki nabłonkowe jamy ustnej człowieka, łyżeczka, szkiełko nakrywkowe i szkiełka szkiełkowe, niebieski tusz, jod, notes, długopis, ołówek, linijka

Postęp:

1. Oddziel kawałek skóry pokrywającej cebulkę od łusek cebulki i umieść ją na szklanym szkiełku.

2. Na preparat nanieść kroplę słabego wodnego roztworu jodu. Preparat przykryć szkiełkiem nakrywkowym.

3. Za pomocą łyżeczki usuń trochę śluzu z wnętrza policzka.

4. Nałóż śluz na szkiełko i zabarwij niebieskim tuszem rozcieńczonym w wodzie. Preparat przykryć szkiełkiem nakrywkowym.

5. Obejrzyj oba preparaty pod mikroskopem.

6. Wyniki porównania wpisz do tabel 1 i 2.

7. Wyciągnij wnioski na temat wykonanej pracy.

Opcja 1.

Tabela nr 1 „Podobieństwa i różnice między komórkami roślinnymi i zwierzęcymi”.

Cechy budowy komórki	komórka roślinna	komórka zwierzęca
Rysunek
Podobieństwa	Jądro, cytoplazma, błona komórkowa, mitochondria, rybosomy, kompleks Golgiego, lizosomy, zdolność do samoodnowy, samoregulacja.	Jądro, cytoplazma, błona komórkowa, mitochondria, rybosomy, lizosomy, kompleks Golgiego, zdolności do samoodnowy, samoregulacji.
Cechy różnicy	Istnieją plastydy (chroloplasty, leukoplasty, chromoplasty), wakuola, gruba ściana komórkowa złożona z celulozy, zdolna do fotosyntezy. Wakuola – zawiera sok komórkowy i gromadzą się w niej substancje toksyczne (liście roślin).	Centriola, elastyczna ściana komórkowa, glikokaliks, rzęski, wici, heterotrofy, substancja magazynująca - glikogen, integralne reakcje komórkowe (pinocytoza, endocytoza, egzocytoza, fagocytoza).

Opcja nr 2.

Tabela nr 2 „Charakterystyka porównawcza komórek roślinnych i zwierzęcych”.

Komórki	Cytoplazma	Rdzeń	Gęsta ściana komórkowa	Plastydy
Warzywo	Cytoplazma składa się z gęstej, lepkiej substancji, w której znajdują się wszystkie pozostałe części komórki. Ma specjalny skład chemiczny. Zachodzą w nim różne procesy biochemiczne, zapewniające żywotność komórki. W żywej komórce cytoplazma stale się porusza, przepływając przez całą objętość komórki; może zwiększyć objętość.	zawiera informację genetyczną, która spełnia główne funkcje: przechowywanie, przekazywanie i wdrażanie informacji dziedzicznej, zapewniając syntezę białek.	Istnieje gruba ściana komórkowa zbudowana z celulozy.	Istnieją plastydy (chroloplasty, leukoplasty, chromoplasty). Chloroplasty to zielone plastydy występujące w komórkach fotosyntetycznych eukariontów. Z ich pomocą zachodzi fotosynteza. Chloroplasty zawierają chlorofil, tworzenie skrobi i uwalnianie tlenu. Leukoplasty - syntetyzują i gromadzą skrobię (tzw. amyloplast), tłuszcze i białka. Występuje w nasionach, korzeniach, łodygach i płatkach kwiatów roślin (przyciąga owady do zapylania). Chromoplasty - zawierają wyłącznie żółte, pomarańczowe i czerwonawe pigmenty z szeregu karotenów. Występujące w owocach roślin, nadają kolor warzywom, owocom, jagodom i płatkom kwiatów (przyciągają owady i zwierzęta w celu zapylania i dystrybucji w przyrodzie).
Zwierzę	Obecnie składa się z koloidalnego roztworu białek i innych substancji organicznych, w którym 85% stanowi woda, 10% to białka, a 5% to inne związki.	zawierający informację genetyczną (cząsteczki DNA), pełniący główne funkcje: przechowywanie, przekazywanie i wdrażanie informacji dziedzicznej, zapewniający syntezę białek.	Obecny, ściana komórkowa elastyczna, glikaliks	NIE.

4. Przedstaw swój wniosek.

Wniosek: _Wszystkie rośliny i zwierzęta zbudowane są z komórek. Komórka jest podstawową jednostką struktury i aktywności życiowej wszystkich żywych organizmów. Komórka roślinna ma grubą błonę celulozową, wakuolę i plastydy; zwierzęta, w przeciwieństwie do roślin, mają cienką błonę glikogenową (przeprowadza pinocytozę, endocytozę, egzocytozę, fagocytozę), i nie ma wakuoli (z wyjątkiem pierwotniaków).

Praca laboratoryjna nr 2

Wstęp

Uderzający przykład łańcucha napędowego:

Klasyfikacja organizmów żywych ze względu na ich rolę w obiegu substancji

Każdy łańcuch pokarmowy obejmuje 3 grupy organizmów żywych:

Producenci

(producenci)

Konsumenci

(konsumenci)

Rozkładacze

(niszczyciele)

Autotroficzne organizmy żywe, które syntetyzują materię organiczną z materii mineralnej przy użyciu energii (rośliny).

Heterotroficzne organizmy żywe, które konsumują (jedzą, przetwarzają itp.) żywą materię organiczną i przekazują zawartą w niej energię poprzez łańcuchy pokarmowe.

Heterotroficzne organizmy żywe, które niszczą (przetwarzają) martwą materię organiczną dowolnego pochodzenia w materię mineralną.

Połączenia między organizmami w łańcuchu pokarmowym

Łańcuch pokarmowy, czymkolwiek by nie był, tworzy ścisłe powiązania pomiędzy różnymi obiektami natury ożywionej i nieożywionej. A zerwanie absolutnie dowolnego ogniwa może prowadzić do katastrofalnych skutków i braku równowagi w przyrodzie. Najważniejszym i integralnym elementem każdego łańcucha energetycznego jest energia słoneczna. Bez tego nie będzie życia. Poruszając się wzdłuż łańcucha pokarmowego, energia ta jest przetwarzana, a każdy organizm wytwarza ją samodzielnie, przekazując tylko 10% do następnego ogniwa.

Umierając, organizm wchodzi do innych podobnych łańcuchów pokarmowych i w ten sposób cykl substancji trwa. Wszystkie organizmy mogą łatwo opuścić jeden łańcuch pokarmowy i przenieść się do innego.

Rola obszarów przyrodniczych w obiegu substancji

Naturalnie organizmy żyjące w tej samej strefie naturalnej tworzą między sobą własne, specjalne łańcuchy pokarmowe, których nie można powtórzyć w żadnej innej strefie. Tak więc na przykład łańcuch pokarmowy strefy stepowej składa się z szerokiej gamy traw i zwierząt. Łańcuch pokarmowy na stepie praktycznie nie obejmuje drzew, ponieważ albo jest ich bardzo mało, albo są skarłowaciałe. Jeśli chodzi o świat zwierząt, dominują tu parzystokopytne, gryzonie, sokoły (jastrzębie i inne podobne ptaki) oraz różnego rodzaju owady.

Klasyfikacja obwodów mocy

Zasada piramid ekologicznych

Jeśli weźmiemy pod uwagę konkretnie łańcuchy rozpoczynające się od roślin, wówczas cały cykl substancji w nich zawartych pochodzi z fotosyntezy, podczas której absorbowana jest energia słoneczna. Rośliny przeznaczają większość tej energii na swoje funkcje życiowe, a tylko 10% trafia do następnego ogniwa. W rezultacie każdy kolejny żywy organizm potrzebuje coraz większej liczby istot (obiektów) poprzedniego ogniwa. Dobrze pokazują to piramidy ekologiczne, które najczęściej wykorzystuje się do tych celów. Są to piramidy masy, ilości i energii.

Cel: poszerzyć wiedzę na temat biotycznych czynników środowiska.

Sprzęt: rośliny zielnikowe, strunowce faszerowane (ryby, płazy, gady, ptaki, ssaki), kolekcje owadów, preparaty mokre zwierząt, ilustracje różnych roślin i zwierząt.

Postęp:

1. Skorzystaj ze sprzętu i wykonaj dwa obwody zasilające. Pamiętaj, że łańcuch zawsze zaczyna się od producenta, a kończy na reduktorze.

Rośliny → owady→jaszczurka → bakteria

Rośliny → konik polny→ żaba → bakteria

Zapamiętaj swoje obserwacje w przyrodzie i utwórz dwa łańcuchy pokarmowe. Producenci etykiet, konsumenci (1. i 2. zamówienie), rozkładający.

Fioletowy → Skoczogonki→drapieżne roztocza→drapieżne stonogi→ bakteria

Producent - konsument1 - konsument2 - konsument2 - rozkładający

Kapusta→ ślimak→ żaba →bakteria

Producent – konsument1 – konsument2 – rozkładający

Co to jest łańcuch pokarmowy i co leży u jego podstaw? Od czego zależy stabilność biocenozy? Podaj swój wniosek.

Wniosek:

Konsumenci nie mają możliwości rozkładu substancji organicznych na nieorganiczne. Rozkładacze- mikroorganizmy (bakterie i grzyby), które niszczą martwe szczątki istot żywych, zamieniając je w nieorganiczne i proste związki organiczne.