44806

Потоки вещества и энергии в биологических сообществах. Продуценты, консументы, редуценты. Трофические цепи и трофические сети. Пирамиды численности и биомассы в сообществах

Доклад

Биология и генетика

Энергия основа работы экосистемы основной источник энергии Солнце. Поток солнечной энергии протекает через фототрофные экосистем при передаче в пищевых трофических цепях происходит рассеивание в виде тепла Пищевая цепь сеть последовательность организмов где каждый предыдущий пища для последующего. Из всей поступающей солнечной энергии растениями усваивается только 2 остальное расходуется на транспирацию отражается листьями идет на нагревание воздуха воды и почвы.

Русский

2013-11-13

37.5 KB

1 чел.

Потоки вещества и энергии в биологических сообществах. Продуценты, консументы, редуценты. Трофические цепи и трофические сети. Пирамиды численности и биомассы в сообществах.

  Энергия – основа работы экосистемы, основной источник энергии Солнце. Поток солнечной энергии протекает через фототрофные экосистем,  при передаче в пищевых (трофических) цепях происходит рассеивание в виде тепла

  Пищевая цепь(сеть) – последовательность организмов, где каждый предыдущий пища для последующего. Из всей поступающей солнечной энергии растениями усваивается только 2%, остальное расходуется на транспирацию, отражается листьями, идет на нагревание воздуха, воды и почвы. Эффективность предачи энергии зависит от:

  1.полноты выедания- доля съеденных организмов

  2.эффективности усвоения энергии (доля энергии, которая перешла на следующий трофический уровень на единицу съеденной биомассы). Она увеличивается с увеличением трофического уровня и изменяется в зависимости от типа экосистем)

Лесная –фитофаги поедают меньше 10% растений

Степь –до 30%

Вода – до 40%

Хищники поедают до 90% своих жертв

В воде почти 100% хищных рыб переходят в детрит.

Число Линдемана  -в среднем 10% предается с одного трофического уровн, а 90% рассеивается  (действует только на 1 уровне, на высших может достигать 60%)

С биологической точки зрения в сост. экосист. выделяют:

1.Продуцентов, автотрофных организмов (зел.раст, сине-зел. водоросли, фото- и хемосинтезирующие бактерии) производящие пищу из простых неорганич-го в-ва.

2.Консум-ов, или фаготрофов – гетеротрофных орг-ов, главным образом животных, пит-ся др. орг-ми или частицами орг. в-ва.

3.Редуцентов и детритофагов – гетеротрофные орг., в осн. бактерий и грибов, получающих энергию либо путем разлжения мертвых тканей.

  Консументы:

1.биофаги - пит-ся живым орг-м мат-лом

  - фитофаги – растительноядные (первичные консументы, к ним относятся повреждающие раст-я вирусы, грибы),

   - хищники - вторичные консументы, в т.ч. паразиты первичных консументов.

   - вершинные хищники – конечные потребители.  

2.сапрофаги – пит-ся мертвым орг. мат-лом.

 В экосистеме пищевые и энергетические связи между категориями всегда однозначны и идут в направлении: автотрофыгетеротрофы или в более полном виде: автотрофыконсум-тыредуценты.

  Орг-мы, участвующие в различных процессах круговорота, частично разделены в пространстве. Автотрофные процессы протекают наиболее активно в верхнем ярусе, где доступен солн-ный свет.

  Гетеротрофные процессы протекают в нижнем ярусе, где в почвах и осадках накапливаются органические в-ва.

  В целом 3 живых компонента экосистемы можно рассматривать как 3 функциональных царства природы, т.к. их разделение основано на типе питания и используемом источнике энергии.   

Поток энергии в сообществе - это ее переход от организмов одного уровня к другому в форме химических связей органических соединений (пищи).

Поток (круговорот) вещества - перемещение вещества в форме химических элементов и их соединений от продуцентов к редуцентам и далее (через химические реакции, происходящие без участия живых организмов) вновь к продуцентам.

Круговорот вещества и поток энергии - не тождественные понятия, хотя нередко для измерения перемещения вещества используются различные энергетические эквиваленты (калории, килокалории, джоули). Отчасти это объясняется тем, что на всех трофических уровнях, за исключением первого, энергия, необходимая для жизнедеятельности организмов, передается в форме вещества потребленной пищи. Лишь растения (продуценты) могут непосредственно использовать для своей жизнедеятельности лучистую энергию Солнца.

В отличие от веществ, которые непрерывно циркулируют по разным блокам экосистемы и всегда могут вновь входить в круговорот, энергия может быть использована в организме только один раз.

Согласно законам физики энергия может переходить из одной формы (например, энергии света) в другую (например, потенциальную энергию пищи), но она никогда не создается вновь и не исчезает. Не может быть ни одного процесса, связанного с превращением энергии, без потери некоторой ее части. В своих превращениях определенное количество энергии рассеивается в виде тепла и, следовательно, теряется. По этой причине не может быть превращений, например пищевых веществ в вещества, из которых состоит тело организма, идущих со стопроцентной эффективностью.

Существование всех экосистем зависит от постоянного притока энергии, которая необходима всем организмам для поддержания их жизнедеятельности и самовоспроизведения.

Лишь около половины солнечного потока, падающего на зеленые растения, поглощается фотосинтетическими элементами, и лишь малая доля поглощенной энергии (от 1/100 до 1/20 части) запасается в виде энергии, необходимой для деятельности тканей растений.

По мере удаления от первичного продуцента скорость потока энергии (то есть количество энергии, выраженное в энергетических единицах, перешедшее с одного трофического уровня на другой) резко ослабевает.

Падение количества энергии при переходе с одного трофического уровня на более высокий определяет число самих этих уровней. Подсчитано, что на любой трофический уровень поступает лишь около 10% (или чуть более) энергии предыдущего уровня. Поэтому общее число трофических уровней редко превышает 3-4.

Внутри экологической системы органические вещества создаются автотрофными организмами (например, растениями). Растения поедают животные, которых, в свою очередь, поедают другие животные. Такая последовательность называетсяпищевой цепью; каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем (греч. trophos «питание»).

Пищевые сети служат основой для построения экологических пирамид. Простейшими из них являются пирамиды численности, которые отражают количество организмов (отдельных особей) на каждом трофическом уровне. Для удобства анализа эти количества отображаются прямоугольниками, длина которых пропорциональна количеству организмов, обитающих в изучаемой экосистеме, либо логарифму этого количества. Часто пирамиды численности строят в расчёте на единицу площади (в наземных экосистемах) или объёма (в водных экосистемах).

В пирамидах численности дерево и колосок учитываются одинаково, несмотря на их различную массу. Поэтому более удобно использовать пирамиды биомассы, которые рассчитываются не по количеству особей на каждом трофическом уровне, а по их суммарной массе. Построение пирамид биомассы – более сложный и длительный процесс.

Пирамиды биомассы не отражают энергетической значимости организмов и не учитывают скорость потребления биомассы. Это может приводить к аномалиям в виде перевёрнутых пирамид. Выходом из положения является построение наиболее сложных пирамид – пирамид энергии. Они показывают количество энергии, прошедшее через каждый трофический уровень экосистемы за определённый промежуток времени (например, за год – чтобы учесть сезонные колебания). В основание пирамиды энергии часто добавляют прямоугольник, показывающий приток солнечной энергии. Пирамиды энергии позволяют сравнивать энергетическую значимость популяций внутри экосистемы. Так, доля энергии, проходящей через почвенных бактерий, несмотря на их ничтожную биомассу, может составлять десятки процентов от общего потока энергии, проходящего через первичных консументов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

25679. центральный орган лимфо. 45.5 KB
  Из костномозговых предшественников Тлимфоцитов в нем происходит антигеннезависимая дифференцировка их в Тлимфоциты разновидности которых осуществляют реакции клеточного иммунитета и регулируют реакции гуморального иммунитета. Удаление тимуса тимэктомия у новорожденных животных вызывает резкое угнетение пролиферации лимфоцитов во всех лимфатических узелках кроветворных органов исчезновение малых лимфоцитов из крови резкое уменьшение количества лейкоцитов и другие характерные признаки атрофия органов кровоизлияния и пр. На 1112...
25680. Ткань 34 KB
  Эпителиальная ткань образует кожные покровы и выстилает изнутри полые внутренние органы выполняя защитную функцию функцию обмена веществ между организмом и внешней средой. Соединительная ткань состоит из клеток и неклеточного вещества с преобладанием последнего. В эту группу входят: собственно соединительная ткань костная жировая а также хрящ сухожилия связки кровь и лимфа. Хрящ состоит из разнообразных плотных волокон и клеток вместе с костной тканью придает прочность позвоночнику и другим частям скелета.
25681. Толстая кишка 38.5 KB
  Одной из функций толстой кишки является выделительная. Через слизистую оболочку этой кишки выделяется ряд веществ например кальций магний фосфаты соли тяжелых металлов и т. Эпителий ободочной кишки и тазовой части прямой кишки развивается из энтодермы. В кожной и промежуточной зонах анальной части прямой кишки эпителий имеет эктодермальное происхождение.
25682. Тонкая кишка 57.5 KB
  Клетки кишечного эпителия у 4недельного эмбриона не дифференцированы и характеризуются высокой пролиферативной активностью. В это время среди эндокриноцитов преобладают переходные клетки с недифференцированными гранулами выявляются ЕСклетки Gклетки и Sклетки. В плодном периоде преобладают ЕСклетки большинство из которых не сообщается с просветом крипт закрытый тип; в более позднем плодном периоде появляется открытый тип клеток. Крипты содержат камбиальные элементы эпителия и дифференцирующиеся из них клетки.
25683. солевом обмене веществ. 44.5 KB
  Кроме того эти ткани принимают участие в водносолевом обмене веществ. Хрящевые ткани входят в состав органов дыхательной системы суставов межпозвоночных дисков и др. В свежей хрящевой ткани содержится около 7080 воды 1015 органических веществ и 47 солей.
25684. Эмбриогенез 239.5 KB
  Вместе с тем появляются особенности отличающие развитие человека от развития других представителей позвоночных. Процесс внутриутробного развития зародыша человека продолжается в среднем 280сут 10 лунных месяцев. Эмбриональное развитие человека принято делить на 3 периода: начальный 1я неделя зародышевый 2 8я неделя плодный с 9й недели развития до рождения ребенка.
25685. Эпителиальные ткани. Поверхностные эпителии 36 KB
  Питание эпителиоцитов осуществляется диффузно через базальную мембрану со стороны подлежащей соединительной ткани с которой эпителий находится в тесном взаимодействии. В соответствии с формой клеток составляющих однослойный эпителий последние подразделяются на плоские сквамозные кубические и призматические столбчатые. 1Однослойный эпителий может быть однорядным и многорядным. Такой эпителий называют еще изоморфным.
25686. Яички 60 KB
  В постнатальном периоде в семенных канальцах гоноциты размножаются а эпителий половых шнуров сохраняется в качестве поддерживающих клеток. Базальный слой внутренний волокнистый слой расположенный между двумя базальными мембранами сперматогенного эпителия и миоидных клеток состоит из сети коллагеновых волокон. Непосредственно к миоидному слою примыкает неклеточный слой образованный базальной мембраной миоидных клеток и коллагеновыми волокнами. За ними расположен слой состоящий из фибробластоподобных клеток прилежащий к базальной...
25687. Яичники 58.5 KB
  Около половины овогоний с 3го месяца развития начинает дифференцироваться в овоцит первого порядка период малого роста находящийся в профазе мейоза. К моменту рождения число овогоний прогрессивно уменьшается и составляет около 45 большая часть клеток подвергается атрезии основные клетки представляют собой вступившие в период роста овоциты 1го порядка. 2 стадия период роста протекает в функционирующем яичнике и состоит в превращении овоцита 1го порядка первичного фолликула в овоцит 1го порядка в зрелом фолликуле. 3 стадия ...