Трофические уровни. Энергия в экосистемах
Энергия солнца усваивается растениями, и за счет этого живут другие организмы.
Трофическая цепь (цепь питания) – это цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим.
Все организмы делятся на 2 группы:
1. автотрофы
2. гетеротрофы
По функции в пищевой цепи:
– продуценты (создают органическое вещество, потребляемое остальными, автотрофы)
– консументы (потребители органического вещества – травоядные, плотоядные, всеядные)
– редуценты (разлагают мертвое органическое вещество до неорганических веществ и возвращают его в нежив. природу)
Звенья расположены на различных уровнях – продуценты, консументы и редуценты. Примеры цепей питания:
траваàлиса,
опавшие листья à насекомые à птицы,
сельскохозяйственная цепь – трава à корова à человек,
в водоеме – фитопланктон à зоопланктон à плотва à щука.
Пищевая цепь - это основной канал переноса энергии в пищевых системах. Биомассы на Земле: 90% - фитофаги, 55% - фитомасса тропических лесов, 5% - зоомасса.
Энергетические превращения осуществляются по законам термодинамики – энергия переходит из одной формы в другую, но не исчезает и не появляется. Живые системы открыты для обмена энергией. Извне поступает даровая энергия солнца. В живых системах есть компоненты, обладающие механизмом улавливания, концентрации и рассеивания энергии (увеличение энтропии). Процесс образования порядка в системе из хаоса окружающей среды называется самоорганизацией, он ведет к уменьшению энтропии.
Фотосинтез – синтез сахара из неорганических веществ – CO2 и H2O, при помощи солнечной энергии. 6CO2 + 12H20 (2816 Дж, хлорофилл) à C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Поток энергии в экосистеме: трофическая цепь является энергетической цепью. Любое количество органического вещества эквивалентно количеству энергии. Эту энергию извлекают, разрывая энергетические связи вещества. Поток вещества – это перемещение вещества в форме химических элементов или их соединений от продуцентов к редуцентам или без них. Поток энергии – это переход энергии в виде химической связи по цепям питания от одного трофического уровня к другому. Энергия может быть использована 1 раз. Скорость потока энергии – это количество энергии, перемещающаяся с одного трофического уровня на другой в единицу времени. Пищевая цепь - это основной канал переноса энергии в пищевых системах.
Энергия тратится:
– большая часть – на метаболизм
– образование тканей и органов, запас питательного вещества (рост)
– выделение экскрементов
– рассеивание в виде тепла при химических реакциях и активной мышечной работе.
В конечном итоге вся энергия выделяется в виде тепла. При переходе с одного трофического уровня на другой теряется большая часть энергии (около 90%), на каждый следующий уровень передается около 10%. Значительная часть гетеротрофов питается мертвой органикой.