Пищевые цепи, трофические уровни

Взаимоотношения организмов в биоценозе, экосистеме (биогеоценозе) удивительно многообразны, но универсальными, связывающими все их компоненты, являются пищевые отношения.

Перенос энергии и вещества от источника – растений через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими, называется пищевой или трофической цепью, цепью питания. Под пищевой цепью также понимают взаимоотношения между организмами, через которые в экосистеме происходит трансформация вещества и энергии; ряд видов или их групп, каждое предыдущее звено в котором служит пищей для следующего.

Чтобы охарактеризовать пищевые связи в конкретном биоценозе, можно изобразить совокупность стрелок, идущих от организма (вида), служащего кормом, к организму (виду) консументу. Последовательность стрелок и видов, ведущую от одного из видов (или от группы видов) к одному из консументов, также называют пищевой (трофической) цепью. Есть и другие определения пищевой цепи. Например:

Пищевая цепь — это последовательность организмов, в которой каждый из них съедает или разлагает другой. Она представляет собой путь движущегося через живые организмы однонаправленного потока поглощенной при фотосинтезе малой части высокоэффективной солнечной энергии, поступившей на Землю. В конечном итоге эта цепь возвращается в окружающую природную среду в виде низкоэффективной тепловой энергии. По ней также движутся питательные вещества от продуцентов к консументам и далее к редуцентам, а затем обратно к продуцентам.

Каждое звено пищевой цепи называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают автотрофы, иначе именуемые первичными продуцентами. Организмы второго трофического уровня называют первичными консументами, третьего — вторичными консументами и т. д. Обычно бывают четыре или пять трофических уровней и редко более шести.

Примерами пищевых цепей являются следующие: трава ® корова ® человек, растение ® кролик ® лисица, растение ® кролик ® лисица ® волк, трава ® травоядное млекопитающее ® блохи ® жгутиковые одноклеточные (они живут в организме блох), обыкновенная сосна ® тля ® божьи коровки ® пауки ® насекомоядные птицы ® хищные птицы, планктон ® синий кит, планктон ® рыба ® тюлень, планктон ® рыба ® тюлень ® белый медведь, планктон ® рыба ® рыбоядные птицы (кайра, баклан) ® орлан-белохвост, планктон ® нехищные рыбы ® щука, растения ® беспозвоночные ® карп.

Пищевые цепи разделяют на два основных типа – пастбищные (цепи выедания) и детритные (цепи разложения). Пастбищные цепи начинаются с зеленого растения и ведут к организмам, поедающих эти растения – пасущимся растительноядным животным, а затем к хищникам, питающимся растительноядными животными, или к паразитам. В качестве примера могут служить луговые сообщества с пасущимися на них травоядными животными, за которыми охотятся хищники. Детритные цепи начинаются от органического вещества отмерших организмов или их частей и далее ведут к организмам, питающимся этим разлагающимся («мертвым») органическим веществом (детритофагам) и их консументам (хищникам).

Детритная пищевая цепь характерна для водных экосистем. В лесах существуют пастбищная и детритная пищевые цепи, которые связаны между собой хищниками, поедающими и растительноядных животных, и животных, питающихся отпавшей органической массой. Пищевые цепи не изолированы одна от другой, а тесно переплетены. Их сплетения часто называют пищевой сетью.

В сложном природном сообществе организмы, получающие свою пищу от растений через одинаковое число этапов, считаются принадлежащими к одному трофическому уровню.

Трофический уровень определяют и как совокупность организмов, объединенных одним типом питания, занимающих определенное положение в общей цепи питания. Зеленые растения занимают первый трофический уровень – уровень продуцентов, растительноядные животные – второй, или уровень консументов 1-го порядка (к ним относятся различные животные – многие насекомые, грызуны, копытные и др.), хищники, поедающие растительноядных животных, – третий (уровень консументов 2-го порядка, вторичных консументов), вторичные хищники – четвертый (уровень консументов 3-го порядка, третичных консументов) и т. д. Например, хищный жук, поедающий растительноядную гусеницу, принадлежит к хищникам первого порядка; насекомоядная птица, съедающая хищного жука, хищник второго порядка, а сокол, нападающий на нее, хищник третьего порядка. Итак, первыми потребителями энергии в экосистемах являются растения, вторыми – растительноядные животные или фитофаги. Последующие потребители энергии – это животные, которые питаются другими животными (зоофаги, включая паразитов, хищников). После смерти организмов мертвое органическое вещество, полуразложившиеся остатки используются бактериями, грибами, некоторыми животными (жуки-мертвоеды, навозники, грифы, гиены и др.).