stringtranslate.com

Пищевая цепочка

Пищевая цепь в шведском озере. Скопа питается северной щукой , которая, в свою очередь, питается окунем , который поедает уклейку , которая поедает ракообразных .

Пищевая цепь — это линейная сеть звеньев в пищевой сети , начинающаяся от организмов-продуцентов (таких как трава или водоросли , которые производят собственную пищу посредством фотосинтеза ) и заканчивающаяся видами хищников на вершине (например, медведями гризли или косатками ), детритофагами (например, дождевые черви или мокрицы ) или виды -разрушители (такие как грибы или бактерии ). Пищевая цепь также показывает, как организмы связаны друг с другом пищей, которую они едят. Каждый уровень пищевой цепи представляет собой отдельный трофический уровень . Пищевая цепь отличается от пищевой сети, поскольку сложная сеть пищевых отношений различных животных агрегирована, и цепь следует только по прямому, линейному пути, по которому движется одно животное в каждый момент времени . Естественные взаимосвязи между пищевыми цепями образуют пищевую сеть.

Пищевые цепи были впервые обсуждены аль-Джахизом, арабским философом 10-го века. [1] Современные концепции пищевых цепей и пищевых сетей были представлены Чарльзом Элтоном . [2] [3] [4]

Распространенным показателем, используемым для количественной оценки трофической структуры пищевой сети, является длина пищевой цепи. В простейшем виде длина цепи — это количество связей между трофическим потребителем и основой паутины. Средняя длина цепи всей сети — это среднее арифметическое длин всех цепей пищевой сети. [5] Пищевая цепь представляет собой диаграмму источников энергии. Пищевая цепочка начинается с производителя, которого съедает первичный потребитель. Первичный потребитель может быть съеден вторичным потребителем, который, в свою очередь, может быть съеден третичным потребителем. Третичные консументы иногда могут стать добычей высших хищников, известных как четвертичные консументы. Например, пищевая цепочка может начинаться с зеленого растения в качестве производителя, которое поедается улиткой, основным потребителем. Тогда улитка может стать добычей вторичного потребителя, такого как лягушка, которая сама может быть съедена третичным потребителем, таким как змея, которая, в свою очередь, может быть съедена орлом.

Пищевые цепи очень важны для выживания большинства видов. Когда из пищевой цепи удаляется только один элемент, в некоторых случаях это может привести к исчезновению вида. Основу пищевой цепи составляют первичные производители . Первичные продуценты, или автотрофы , используют энергию, полученную либо от солнечного света, либо от неорганических химических соединений, для создания сложных органических соединений, тогда как виды на более высоких трофических уровнях не могут и поэтому должны потреблять производителей или другую жизнь, которая сама потребляет производителей. Поскольку солнечный свет необходим для фотосинтеза, большая часть жизни не могла бы существовать, если бы солнце исчезло. Несмотря на это, недавно было обнаружено, что существуют некоторые формы жизни, хемотрофы , которые, по-видимому, получают всю свою метаболическую энергию за счет хемосинтеза, движимого гидротермальными жерлами, тем самым показывая, что некоторым формам жизни может не требоваться солнечная энергия для процветания.

Разрушители , питающиеся мертвыми животными, расщепляют органические соединения на простые питательные вещества, которые возвращаются в почву. Это простые питательные вещества, необходимые растениям для создания органических соединений. По оценкам, существует более 100 000 различных разлагателей.

Многие пищевые сети имеют ключевые виды . Ключевой вид — это вид, который оказывает большое влияние на окружающую среду и может напрямую влиять на пищевую цепочку. Если этот ключевой вид вымрет, это может вывести из равновесия всю пищевую цепочку. Ключевые виды не позволяют травоядным истощать всю листву в их среде обитания и предотвращают массовое вымирание. [6]

Длина

Эта пищевая сеть водоплавающих птиц Чесапикского залива представляет собой сеть пищевых цепей.

Длина пищевой цепи представляет собой непрерывную переменную , обеспечивающую меру прохождения энергии и показатель экологической структуры , который увеличивается за счет связей от низшего к высшему трофическому (питающему) уровням.

Пищевые цепи — это направленные пути трофической энергии или, что то же самое, последовательности связей, которые начинаются с базальных видов, таких как продуценты или тонкое органическое вещество, и заканчиваются организмами-потребителями. [7] : 370 

Пищевые цепи часто используются в экологическом моделировании (например, трехвидовая пищевая цепь). Они представляют собой упрощенные абстракции реальных пищевых сетей, но сложные по своей динамике и математическим значениям. [8]

Экологи сформулировали и проверили гипотезы относительно природы экологических закономерностей, связанных с длиной пищевой цепи, таких как увеличение длины с увеличением объема экосистемы , [9] ограниченное сокращением энергии на каждом последующем уровне [10] или отражающее тип среды обитания. [11]

Продуценты , такие как растения, — это организмы, которые используют солнечную или химическую энергию для синтеза крахмала. Все пищевые цепочки должны начинаться с производителя. В глубоком море пищевые цепи, сосредоточенные в гидротермальных жерлах и холодных выходах, существуют в отсутствие солнечного света. Хемосинтезирующие бактерии и археи используют сероводород и метан из гидротермальных источников и холодных просачиваний в качестве источника энергии (так же, как растения используют солнечный свет) для производства углеводов; они составляют основу пищевой цепи. Консументы – это организмы, поедающие другие организмы. Все организмы в пищевой цепи, кроме первого организма, являются потребителями. [ нужна цитата ]

Длина пищевой цепи важна, поскольку количество передаваемой энергии уменьшается по мере повышения трофического уровня; обычно только десять процентов общей энергии на одном трофическом уровне передаются на следующий, а остальная часть используется в метаболическом процессе . В пищевой цепи обычно бывает не более пяти тропических уровней. [12] Люди могут получать больше энергии, возвращаясь на один уровень в цепочке и потребляя пищу раньше, например, получая больше энергии на фунт от употребления салата, чем животное, которое ело салат. [13] [14]

Эффективность пищевой цепи зависит от энергии, которую сначала потребляют первичные производители. [14] Первичный потребитель получает энергию от производителя и передает ее вторичным и третичным потребителям.

Исследования пищевой цепи играют важную роль в экотоксикологических исследованиях, которые прослеживают пути и биомагнификацию загрязнителей окружающей среды . [15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Агаттер, Пол С.; Уитли, Денис Н. (5 ноября 2008 г.). Размышление о жизни: история и философия биологии и других наук. Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4020-8866-7.
  2. ^ Элтон, CS (1927). Экология животных. Лондон, Великобритания: Сиджвик и Джексон. ISBN 0-226-20639-4.
  3. ^ Аллесина, С.; Алонсо, Д.; Паскаль, М. (2008). «Общая модель структуры пищевой сети» (PDF) . Наука . 320 (5876): 658–661. Бибкод : 2008Sci...320..658A. дои : 10.1126/science.1156269. PMID  18451301. S2CID  11536563. Архивировано из оригинала (PDF) 15 мая 2016 г.
  4. ^ Эгертон, ФН (2007). «Понимание пищевых цепей и пищевых сетей, 1700-1970». Бюллетень Экологического общества Америки . 88 : 50–69. doi :10.1890/0012-9623(2007)88[50:UFCAFW]2.0.CO;2.
  5. ^ Сообщение, DM; Пейс, ML; Харистис, AM (2006). «Паразиты доминируют в ссылках на пищевую сеть». Труды Национальной академии наук . 103 (30): 11211–11216. Бибкод : 2006PNAS..10311211L. дои : 10.1073/pnas.0604755103 . ПМК 1544067 . ПМИД  16844774. 
  6. ^ «Пищевая цепочка». www2.nau.edu . Проверено 4 мая 2019 г.
  7. ^ Мартинес, Северная Дакота (1991). «Артефакты или атрибуты? Влияние разрешения на пищевую сеть озера Литл-Рок» (PDF) . Экологические монографии . 61 (4): 367–392. Бибкод : 1991ЭкоМ...61..367М. дои : 10.2307/2937047. JSTOR  2937047.
  8. ^ Сообщение, DM; Коннерс, Мэн; Гольдберг, DS (2000). «Предпочтение добычи высшим хищником и стабильность связанных пищевых цепей» (PDF) . Экология . 81 : 8–14. doi :10.1890/0012-9658(2000)081[0008:PPBATP]2.0.CO;2.
  9. ^ Бриан, Ф.; Коэн, Дж. Э. (1987). «Экологические корреляты длины пищевой цепи» (PDF) . Наука . 238 (4829): 956–960. Бибкод : 1987Sci...238..956B. дои : 10.1126/science.3672136. PMID  3672136. Архивировано из оригинала (PDF) 25 апреля 2012 г.
  10. ^ Одум, EP; Барретт, GW (2005). Основы экологии. Брукс/Коул . п. 598. ИСБН 978-0-534-42066-6.
  11. ^ Бриан, Фредерик (октябрь 1983 г.). «Биогеографические закономерности в организации пищевой сети». Отчеты Окриджской национальной лаборатории . ОРНЛ-5983: 37–39.
  12. ^ Уилкин, Дуглас; Брейнард, Жан (11 декабря 2015 г.). "Пищевая цепочка". СК-12 . Проверено 6 ноября 2019 г.
  13. ^ Рафферти, Джон П.; и другие. (Кара Роджерс, редактор Британской энциклопедии). "Пищевая цепочка". Пищевая цепочка | Определение, типы и факты. Британская энциклопедия . Проверено 25 октября 2019 г.
  14. ^ аб Роуленд, Фрейя Э.; Брикер, Келли Дж.; Ванни, Майкл Дж.; Гонсалес, Мария Х. (13 апреля 2015 г.). «Свет и питательные вещества регулируют передачу энергии через донные и пелагические пищевые цепи». Ойкос . Северный фонд Oikos. 124 (12): 1648–1663. Бибкод : 2015Oikos.124.1648R. дои : 10.1111/oik.02106. ISSN  1600-0706 . Получено 25 октября 2019 г. - через ResearchGate .
  15. ^ Вандер Занден, MJ; Шутер, Би Джей; Лестер, Н.; Расмуссен, Дж. Б. (1999). «Характеристики длины пищевой цепи в озерах: исследование стабильных изотопов» (PDF) . Американский натуралист . 154 (4): 406–416. дои : 10.1086/303250. PMID  10523487. S2CID  4424697. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 14 июня 2011 г.