Типы цепей питания моря

Пищевые цепи в море

Как общее правило, можно считать, что при свободном (не паразитическом) питании в пищу различным группам идут организмы, имеющие более высокую способность к размножению, чем их потребители. Таким образом обеспечивается постоянное снабжение кормом даже при интенсивном питании. Рыбы, питающиеся животной пищей, в среднем требуют в течение года удесятерённое количество пищи по отношению к собственному весу. Конечно, от этого имеется множество отклонений в обе стороны. Количество животной пищи, потребляемой другими животными, обычно больше, чем у рыб; у низших групп, видимо, выше, чем у высших. Некоторые кишечнополостные (например, актинии, гидра) требуют пищи в течение года, в сотни раз превышающей их собственный вес. Быстро растущие и размножающиеся животные требуют больше пищи, чем медленно растущие, неподвижные меньше, чем подвижные, и т. д. Те пищевые ресурсы, которые животное потребляет, идут частично на поддержание жизни, на процессы роста, движения и размножения. Все эти функции по-разному осуществляются различными организмами, поэтому так несходны их потребности в пище. Кроме того, все эти процессы идут разным темпом в зависимости от температуры.

В общей схеме можно различать четыре основных звена в пищевых цепях в море (рис. 102).

Рисунок 102. Четыре основных звена пищевых цепей в северных морях.

Первую группу составляют водоросли и бактерии; ко второй можно отнести организмы, питающиеся ими и в свою очередь поедаемые другими животными — звеном третьего порядка. Обе последние группы организмов также идут в пищу животным, составляющим четвёртое звено, т. е. тем, которые из-за тяжёлых раковин, особенностей скелета, крупных размеров и т. д. уже никем в море не поедаются. Звено второго порядка — это мелкие формы зоопланктона, бесчисленные личинки донных животных и рыб. К звену третьего порядка относятся более крупные ракообразные, мелкая рыба (хамса, сардина, сельдь), мелкие головоногие и т. п. Конечное звено составляют большинство морских млекопитающих, а также крупные рыбы, моллюски и ракообразные.

Указанная группировка звеньев пищевой цепи может быть охарактеризована также показателем продуктивности. Двигаясь по нашей схеме слева направо, мы переходим от групп с большой к группам с малой относительной продукцией. Удобнее всего продукцию (Р), т. е. прирост живой массы за определённый отрезок времени, отнести к исходной массе (В) — биомасса (табл. 26).

Таблица 26. Приближённое отношение годовой продукции к исходной биомассе для четырёх звеньев пищевой цепи

Группа	В Баренцовом море	В Каспийском море
Фитопланктон	50	300
Зоопланктон	1	30
Зообентос	1/3	4
Рыба	1/6	1/2

Не лишено интереса, что подобного типа соотношение между различными звеньями пищевой цепи по продуктивности характерно только при явлении свободного, не паразитарного питания живыми организмами. Совсем другие соотношения, как бы зеркально противоположные, устанавливаются при паразитарном питании: крупные, медленно растущие животные служат пищевой базой менее крупным и быстро растущим и, наконец, и те и другие идут в пищу наиболее быстро размножающимся микроорганизмам, причём и здесь эти последние могут, минуя промежуточные звенья, питаться наиболее медленно растущими и крупными организмами (бактерии — позвоночные). Обычно же связи более короткие — цестоды паразитируют в позвоночных, грегарины в беспозвоночных, ракообразные на рыбах, низшие ракообразные на высших и т. п. При питании трупами эта система соотношений расстраивается, и в использовании их равно участвуют все группы.

Среди животных, населяющих море, особенное кормовое значение имеют ракообразные, двустворчатые моллюски и кольчатые черви. Очень мало животных, питающихся губками, кишечнополостными и иглокожими, либо из-за массивного скелета, либо из-за свойственных им иных мер защиты — стрекательного аппарата кишечнополостных, химических веществ тела губок, издающих отталкивающий запах. Выше мы упоминали отом, что жгутиковое одноклеточное — феоцистис иногда образует на обширных пространствах моря цветение, отпугивая своим отвратительным запахом сельдь.

Так как мелкий планктон, в основной части фитопланктон, представляет собой наиболее легко восстанавливающуюся часть морского населения, то на него ориентировано питание очень многих групп морских животных. Кишечнополостные, некоторые группы червей, большинство морских звёзд и офиур, часть брюхоногих и двустворчатых моллюсков, головоногие моллюски, часть полихет — хищники; губки, мшанки, плеченогие, часть полихет, двустворчатые моллюски (в том числе наиболее распространённые мидии и устрицы), часть брюхоногих, низшие ракообразные, некоторые голотурии и оболочниковые питаются наннопланктоном (преимущественно фитопланктоном). Большинство голотурий, некоторые ежи и звёзды, офиуры, часть полихет питаются грунтом, вернее, органическим веществом, и частично бактериями, диатомовыми и другими организмами, которые в нём содержатся. Некоторые беспозвоночные всеядны, как, например, многие морские ежи, часть полихет, некоторые брюхоногие моллюски и часть высших ракообразных.

Если взять какое-нибудь отдельное животное, то можно видеть, что оно всегда является отдельным звеном пищевой цепи, иногда короткой, иногда длинной, причём для всего населения моря можно установить несколько основных типов пищевых связей: бактерии и водоросли поедаются мелкими ракообразными; эти последние — крупными ракообразными и мелкой рыбой, которые идут в пищу крупной рыбе, части китообразных и морским птицам, и, наконец, рыба и морские млекопитающие вылавливаются промыслом.

Эта пищевая цепь состоит из пяти основных звеньев. Такова система питания в пелагиали, для пелагических организмов (рис. 103 и 104).

Рисунок 103. Пищевые связи в пелагиали.

Рисунок 104. Возрастные изменения в питании пелагических рыб.

Очень сходны с этим и пищевые связи у донных рыб, с тем отличием, что у них существенное место в питании занимает, помимо указанных выше групп, также и бентос — черви, моллюски, ракообразные.

Во всех морях продукция планктона превышает продукцию бентоса во много раз, и поэтому планктон представляет собой большую по мощности и более эластичную пищевую базу, нежели бентос. В полном согласии с этим находится как бы «повёрнутость» всей массы рыб в питании в основном на пелагические организмы (рис. 105).

Рисунок 105. «Повёрнутость» питания морских рыб на пелагиаль.

Происходит изменение питания и с возрастом. Так, например, взрослая океаническая сельдь питается более крупными планктонными ракообразными и мелкой рыбой. Сельдь размерами 1,5–13 см потребляет мелких ракообразных, а личинки и мальки размерами 7–12 мм питаются самыми мелкими компонентами планктона — одноклеточными водорослями, инфузориями, мелкими личинками многоклеточных животных и т. п.

Такая же возрастная смена в питании имеет место и у донных рыб. Количество организмов, потребляемых крупными морскими животными, громадно. Кишечник одной крупной сельди может содержать более 60 000 мелких ракообразных. Содержимое желудка большого беззубого кита может весить несколько тонн, а один килограмм его пищи содержит много миллионов поедаемых им ракообразных. Поэтому совершенно понятно, что в тех районах Антарктики, где летом имеются большие скопления ракообразных, будут держаться и кормящиеся ими киты (рис. 106).

Рисунок 106. Соотношение количественного развития китов и калянусов в Дэвисовом проливе.

Подобным же образом может быть установлена и косвенная зависимость между количеством света и изобилием скумбрии, так как первый обусловливает развитие фитопланктона, а за ним следует обилие зоопланктона, идущего в пищу скумбрии (рис. 107).

Рисунок 107. Зависимость между количеством света, падающего на поверхность моря, и количеством скумбрии в уловах: I — свет; II — скумбрия в уловах.

Мы указывали, что одному киту для существования в течение одного дня требуются многие миллиарды экземпляров ракообразных — копепод, каждый из которых сам в течение дня поедает свыше 100 000 мелких диатомовых водорослей. Таким образом, для обеспечения существования одного кита в течение одного дня нужны миллиарды экземпляров ракообразных и в сто тысяч раз большее количество диатомовых. Эта своеобразная «пирамида выедания» должна компенсироваться обратной «пирамидой продуктивности» — повышением темпа размножения компонентов низших звеньев пищевой цепи (рис. 108).

Рисунок 108. Схема пищевых связей в океанической пелагиали.

Многие рыбы являются типичными бентофагами (питаются бентосом). Типичный бентофаг — морская камбала —питается главным образом червями и моллюсками, пикша — моллюсками, червями и иглокожими.

У большинства рыб в период подготовки к нересту питание ослабляется или совсем приостанавливается. Такая пауза имеется у трески, камбалы, пикши. С другой стороны, некоторые рыбы, например хамса, питаются и во время нереста.

У донных рыб также наблюдается возрастная смена питания, как у пелагических; так, значение моллюсков с возрастом камбалы возрастает, а ракообразных падает. Другие группы существенных изменений по значению в питании камбалы не дают.

Источник

Типы цепей питания моря

Морская пищевая цепь представляет собой сложную систему, в которой мелкие организмы потребляются более крупными. В нижней части пищевой цепи находятся микроскопические растения, а в верхней части — известные хищники, такие как акулы и морские птицы. В зависимости от их размера и места в пищевой цепи, рыба служит различным целям и помогает сбалансировать экосистему разными способами.

Производители фитопланктона

Основной производитель пищевой цепи называется фитопланктон. Производители создают свою еду. Эти одноклеточные микроскопические растения плавают на поверхности океана, получают энергию от солнца и используют ее для превращения углекислого газа и других питательных веществ в углеводы, которые питают другие виды океана. Фитопланктон, такой как диатомовые водоросли и водоросли, является основой пищевой цепи океана. Они составляют 95 процентов первичных производителей на земле.

Зоопланктон

Зоопланктон — это маленькие, плавающие животные. Они включают личинок рыб, медуз, микроскопических копепод и мелких донных животных. Они дрейфуют через океан и питаются фитопланктоном. Веслоногие ракообразные составляют большинство зоопланктона. Они составляют большую часть массы животных океана и являются наиболее важной связью между основными производителями и многими крупными животными, питающимися планктоном, такими как мелкая сельдь. Почти все рыбы, обитающие в умеренных или полярных водах, едят веслоногих, чтобы выжить в какой-то момент своей жизни.

Маленькие Хищники

Следующий уровень в пищевой цепи состоит из мелких хищников, которые питаются рачками и другим планктоном, который они добывают из воды. Моллюски, мелкие ракообразные, такие как креветки и криль, и мелкие рыбы, такие как сардины и сельдь, питаются большим количеством зоопланктона. Крупные стаи мелкой рыбы могут быстро уменьшить популяции планктона, но только временно.

Лучшие хищники

Крупные хищники, такие как акулы, тунец, кальмар и осьминог, а также морские млекопитающие, такие как тюлени и некоторые киты, образуют вершину пищевой цепи. Птицы и люди также включены в эту группу. Крупные хищники питаются большим разнообразием мелких рыб. Такие виды, как голубая рыба и полосатый окунь, являются не только одними из самых популярных целей для ловли рыбы на людях, но они также потребляются крупной рыбой, такой как рыба-меч и акула, а также скопами и другими морскими птицами, которые захватывают их из воды. Это показывает, как даже рыба на вершине пищевой цепи может стать пищей для других главных хищников. Самые лучшие хищники будут есть все, что доступно, включая друг друга. Омары — одни из самых известных людоедов океана.

Пищевая цепочка начинается снова

Пища, которую тратят эти крупные хищники, дрейфует на дно океана, где его питают омары и другие обитатели дна. Часть пищи также разлагается бактериями и возвращается в почву, где растения могут использовать ее питательные вещества. Трата китов и морских черепах, существ, у которых нет непосредственных хищников, также разрушается бактериями.

Источник

Пищевая цепь — определение, типы, значение, трофические уровни и схемы

Каждый организм должен получать энергию для жизни. Например, растения потребляют энергию солнца, животные питаются растениями, а некоторые животные питаются другими животными.

Что такое пищевая цепь?

Пищевая (трофическая) цепь — это последовательность того, кто кого ест в биологическом сообществе (экосистеме) для получения питательных веществ и энергии, поддерживающих жизнедеятельность. При рассмотрении круговорота веществ в экосистеме необходимо учитывать три основные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты. Ниже вы сможете более подробно ознакомится с каждой из этих трех групп.

Автотрофы (продуценты)

Автотрофы — живые организмы, которые производят свою пищу, то есть собственные органические соединения, из простых молекул, таких как углекислый газ. Существует два основных типа автотрофов:

• Фотоавтотрофы (фотосинтезирующие организмы) такие, как растения, перерабатывают энергию солнечного света для получения органических соединений — сахаров — из углекислого газа в процессе фотосинтеза. Другими примерами фотоавтотрофов являются водоросли и цианобактерии.
• Хемоавтотрофы получают органические вещества благодаря химическим реакциям, в которых задействованы неорганические соединения (водород, сероводород, аммиак и т.д.). Этот процесс называется хемосинтезом.

Автотрофы являются основой каждой экосистемы на планете. Они составляют большинство пищевых цепей и сетей, а энергия, получаемая в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, поддерживает все остальные организмы экологических систем. Когда речь идет об их роли в пищевых цепях, автотрофы можно назвать продуцентами или производителями.

Гетеротрофы (консументы)

Гетеротрофы, также известные как потребители, не могут использовать солнечную или химическую энергию, для производства собственной пищи из углекислого газа. Вместо этого, гетеротрофы получают энергию, потребляя другие организмы или их побочные продукты.

Люди, животные, грибы и многие бактерии — гетеротрофы. Их роль в пищевых цепях заключается в потреблении других живых организмов. Существует множество видов гетеротрофов с разными экологическими ролями: от насекомых и растений до хищников и грибов.

Деструкторы (редуценты)

Следует упомянуть еще одну группу потребителей, хотя она не всегда фигурирует в схемах пищевых цепей. Эта группа состоит из редуцентов, организмов, которые перерабатываю мертвые органические вещества и отходы, превращаяя их в неорганические соединения.

Редуценты иногда считаются отдельным трофическим уровнем. Как группа, они питаются отмершими организмами, поступающими на различных трофических уровнях. (Например, они способны перерабатывать разлагающееся растительное вещество, тело недоеденной хищниками белки или останки умершего орла.) В определенном смысле, трофический уровень редуцентов проходит параллельно стандартной иерархии первичных, вторичных и третичных потребителей. Грибы и бактерии являются ключевыми редуцентами во многих экосистемах.

Редуценты, как часть пищевой цепи, играют важную роль в поддержании здоровой экосистемы, поскольку благодаря им, в почву возвращаются питательные вещества и влага, которые в дальнейшем используется продуцентами.

Уровни пищевой (трофической) цепи

Пищевая цепь представляет собой линейную последовательность организмов, которые передают питательные вещества и энергию начиная с продуцентов и к высшим хищникам.

Трофический уровень организма — это положение, которое он занимает в пищевой цепи.

Первый трофический уровень

Пищевая цепь начинается с автотрофного организма или продуцента, производящего собственную пищу из первичного источника энергии, как правило, солнечной или энергии гидротермальных источников срединно-океанических хребтов. Например, фотосинтезирующие растения, хемосинтезирующие бактерии и археи.

Второй трофический уровень

Далее следуют организмы, которые питаются автотрофами. Эти организмы называются растительноядными животными или первичными потребителями и потребляют зеленые растения. Примеры включают насекомых, зайцев, овец, гусениц и даже коров.

Третий трофический уровень

Следующим звеном в пищевой цепи являются животные, которые едят травоядных животных — их называют вторичными потребителями или плотоядными (хищными) животными (например, змея, которая питается зайцами или грызунами).

Четвертый трофический уровень

В свою очередь, этих животных едят более крупные хищники — третичные потребители (к примеру, сова ест змей).

Пятый трофический уровень

Третичных потребителей едят четвертичные потребители (например, ястреб ест сов).

Каждая пищевая цепь заканчивается высшим хищником или суперхищником — животным без естественных врагов (например, крокодил, белый медведь, акула и т.д.). Они являются «хозяевами» своих экосистем.

Когда какой-либо организм умирает, его в конце концов съедают детритофаги (такие, как гиены, стервятники, черви, крабы и т.д.), а остальная часть разлагается с помощью редуцентов (в основном, бактерий и грибов), и обмен энергией продолжается.

Стрелки в пищевой цепи показывают поток энергии, от солнца или гидротермальных источников до высших хищников. По мере того, как энергия перетекает из организма в организм, она теряется на каждом звене цепи. Совокупность многих пищевых цепей называется пищевой сетью.

Положение некоторых организмов в пищевой цепи может варьироваться, поскольку их рацион отличается. Например, когда медведь ест ягоды, он выступает как растительноядное животное. Когда он съедает грызуна, питающегося растениями, то становиться первичным хищником. Когда медведь ест лосося, то выступает суперхищником (это связано с тем, что лосось является первичным хищником, поскольку он питается селедкой, а она ест зоопланктон, который питается фитопланктоном, вырабатывающим собственную энергию благодаря солнечному свету). Подумайте о том, как меняется место людей в пищевой цепи, даже часто в течение одного приема пищи.

Типы пищевых цепей

В природе, как правило, выделяют два типа пищевых цепей:

Пастбищная пищевая цепь

Этот тип пищевой цепи начинается с живых зеленых растений, предназначенных для питания растительноядных животных, которыми питаются хищники. Экосистемы с таким типом цепи напрямую зависят от солнечной энергии.

Таким образом, пастбищный тип пищевой цепи зависит от автотрофного захвата энергии и перемещения ее по звеньям цепи. Большинство экосистем в природе следуют этому типу пищевой цепи.

Примеры пастбищной пищевой цепи:

Трава → Кузнечик → Птица → Ястреб;

Растения → Заяц → Лиса → Лев.

Детритная пищевая цепь

Этот тип пищевой цепи начинается с разлагающегося органического материала — детрита — который употребляют детритофаги. Затем, детритофагами питаются хищники. Таким образом, подобные пищевые цепи меньше зависят от прямой солнечной энергии, чем пастбищные. Главное для них — приток органических веществ, производимых в другой системе.

К примеру, такой тип пищевой цепи встречается в разлагающейся подстилке умеренного леса.

Энергия в пищевой цепи

Энергия переносится между трофическими уровнями, когда один организм питается другим и получает от него питательные вещества. Однако это движение энергии неэффективное, и эта неэффективность ограничивает протяженность пищевых цепей.

Когда энергия входит в трофический уровень, часть ее сохраняется как биомасса, как часть тела организмов. Эта энергия доступна для следующего трофического уровня. Как правило, только около 10% энергии, которая хранится в виде биомассы на одном трофическом уровне, сохраняется в виде биомассы на следующем уровне.

Этот принцип частичного переноса энергии ограничивает длину пищевых цепей, которые, как правило, имеют 3-6 уровней.

На каждом уровне, энергия теряется в виде тепла, а также в форме отходов и отмершей материи, которые используют редуценты.

Почему так много энергии выходит из пищевой сети между одним трофическим уровнем и другим? Вот несколько основных причин неэффективной передачи энергии:

• На каждом трофическом уровне значительная часть энергии рассеивается в виде тепла, поскольку организмы выполняют клеточное дыхание и передвигаются в повседневной жизни.
• Некоторые органические молекулы, которыми питаются организмы, не могут перевариваться и выходят в виде фекалий.
• Не все отдельные организмы в трофическом уровне будут съедены организмами со следующего уровня. Вместо этого, они умирают, не будучи съеденными.
• Кал и несъеденные мертвые организмы становятся пищей для редуцентов, которые их метаболизируют и преобразовывают в свою энергию.

Итак, ни одна из энергий на самом деле не исчезает — все это в конечном итоге приводит к выделению тепла.

Значение пищевой цепи

1. Исследования пищевой цепи помогают понять кормовые отношения и взаимодействие между организмами в любой экосистеме.
2. Благодаря им, есть возможность оценить механизм потока энергии и циркуляцию веществ в экосистеме, а также понять движение токсичных веществ в экосистеме.
3. Изучение пищевой цепи позволяет понять проблемы биоусиления.

В любой пищевой цепи, энергия теряется каждый раз, когда один организм потребляется другим. В связи с этим, должно быть намного больше растений, чем растительноядных животных. Автотрофов существует больше, чем гетеротрофов, и поэтому большинство из них являются растительноядными, нежели хищниками. Хотя между животными существует острая конкуренция, все они взаимосвязаны. Когда один вид вымирает, это может воздействовать на множество других видов и иметь непредсказуемые последствия.

Источник