ห่วงโซ่อาหารประกอบด้วยอะไรบ้าง? หัวข้อบทเรียน “ห่วงโซ่อาหาร”

บ้าน

การแนะนำ

1. ห่วงโซ่อาหารและระดับโภชนาการ

2. ใยอาหาร

3. การเชื่อมต่ออาหารน้ำจืด

4. การเชื่อมโยงอาหารป่าไม้

5. การสูญเสียพลังงานในวงจรไฟฟ้า

6. ปิรามิดเชิงนิเวศน์

6.1 ปิรามิดแห่งตัวเลข

6.2 ปิรามิดชีวมวล

บทสรุป

อ้างอิง

การแนะนำ สิ่งมีชีวิตในธรรมชาติเชื่อมโยงกันด้วยพลังงานและสารอาหารที่เหมือนกัน ระบบนิเวศทั้งหมดสามารถเปรียบได้กับกลไกเดียวที่ใช้พลังงานและสารอาหารในการทำงานสารอาหาร

เริ่มแรกมาจากองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตในระบบ ซึ่งในที่สุดพวกมันจะกลับมาเป็นของเสียหรือหลังจากการตายและการทำลายล้างของสิ่งมีชีวิต

ภายในระบบนิเวศ สารอินทรีย์ที่มีพลังงานถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค และทำหน้าที่เป็นอาหาร (แหล่งของสสารและพลังงาน) สำหรับเฮเทอโรโทรฟ ตัวอย่างทั่วไป: สัตว์กินพืช ในทางกลับกันสัตว์นี้สามารถกินได้โดยสัตว์อื่นและด้วยวิธีนี้พลังงานสามารถถ่ายโอนผ่านสิ่งมีชีวิตจำนวนหนึ่ง - แต่ละตัวที่ตามมาจะกินสิ่งมีชีวิตก่อนหน้าโดยจัดหาวัตถุดิบและพลังงานให้กับมัน ลำดับนี้เรียกว่าห่วงโซ่อาหารและแต่ละจุดเชื่อมต่อเรียกว่าระดับโภชนาการ

จุดประสงค์ของบทความนี้คือเพื่ออธิบายลักษณะการเชื่อมโยงทางอาหารในธรรมชาติ

1. ห่วงโซ่อาหารและระดับโภชนาการ Biogeocenoses มีความซับซ้อนมาก พวกเขามักจะมีวงจรไฟฟ้าที่พันกันแบบขนานและซับซ้อนจำนวนมากเสมอและจำนวนทั้งหมด สายพันธุ์ต่างๆ มักจะวัดกันเป็นร้อยหรือพัน เกือบทุกครั้งประเภทต่างๆ

พวกมันกินวัตถุต่าง ๆ หลายชนิดและพวกมันเองก็ทำหน้าที่เป็นอาหารของสมาชิกหลายคนในระบบนิเวศ ผลลัพธ์ที่ได้คือเครือข่ายที่ซับซ้อนของการเชื่อมโยงอาหาร

ผู้ผลิตหลักคือสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพืชสีเขียว โปรคาริโอตบางชนิด ได้แก่ สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียวและแบคทีเรียบางชนิดก็สังเคราะห์ด้วยแสงได้เช่นกัน แต่การมีส่วนร่วมของพวกมันนั้นค่อนข้างน้อย การสังเคราะห์ด้วยแสงแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ (พลังงานแสง) ให้เป็นพลังงานเคมีที่มีอยู่ในโมเลกุลอินทรีย์ที่ใช้สร้างเนื้อเยื่อ แบคทีเรียสังเคราะห์ทางเคมีซึ่งดึงพลังงานจากสารประกอบอนินทรีย์ก็มีส่วนช่วยเล็กน้อยในการผลิตอินทรียวัตถุเช่นกัน

ในระบบนิเวศทางน้ำ ผู้ผลิตหลักคือสาหร่าย ซึ่งมักมีขนาดเล็ก สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวซึ่งประกอบขึ้นเป็นแพลงก์ตอนพืชของชั้นผิวมหาสมุทรและทะเลสาบ บนบก ส่วนใหญ่การผลิตขั้นปฐมภูมิจัดทำโดยรูปแบบที่มีการจัดระเบียบขั้นสูงมากขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับยิมโนสเปิร์มและแองจีโอสเปิร์ม พวกมันก่อตัวเป็นป่าไม้และทุ่งหญ้า

ผู้บริโภคหลักกินอาหารจากผู้ผลิตหลัก กล่าวคือ พวกเขาเป็นสัตว์กินพืช บนบก สัตว์กินพืชโดยทั่วไปประกอบด้วยแมลง สัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิด สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินพืชเป็นอาหารกลุ่มที่สำคัญที่สุดคือสัตว์ฟันแทะและสัตว์กีบเท้า ส่วนหลังได้แก่สัตว์กินหญ้า เช่น ม้า แกะขนาดใหญ่ วัว, ปรับให้เหมาะกับการวิ่งบนปลายนิ้ว

ในระบบนิเวศทางน้ำ (น้ำจืดและทางทะเล) สัตว์กินพืชมักจะแสดงด้วยหอยและสัตว์จำพวกครัสเตเชียนขนาดเล็ก สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ส่วนใหญ่ เช่น คลาโดเซแรน โคพีพอด ตัวอ่อนของปู เพรียง และหอยสองฝา (เช่น หอยแมลงภู่และหอยนางรม) กินอาหารโดยการกรองผู้ผลิตหลักรายเล็กๆ ออกจากน้ำ เมื่อรวมกับโปรโตซัวแล้ว หลายชนิดจะก่อตัวเป็นแพลงก์ตอนสัตว์จำนวนมากที่กินแพลงก์ตอนพืชเป็นอาหาร ชีวิตในมหาสมุทรและทะเลสาบขึ้นอยู่กับแพลงก์ตอนเกือบทั้งหมด เนื่องจากเกือบทุกอย่างเริ่มต้นด้วยแพลงก์ตอน ห่วงโซ่อาหาร.

วัสดุจากพืช (เช่น น้ำหวาน) → แมลงวัน → แมงมุม →

→ ปากร้าย → นกฮูก

กุหลาบพุ่ม → เพลี้ยอ่อน → เต่าทอง→ แมงมุม → นกกินแมลง → นกล่าเหยื่อ

ห่วงโซ่อาหารมีสองประเภทหลัก - การแทะเล็มและการทำลายล้าง ข้างต้นเป็นตัวอย่างของกลุ่มทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์ซึ่งระดับโภชนาการแรกถูกครอบครองโดยพืชสีเขียว ระดับที่สองคือสัตว์ในทุ่งหญ้า และระดับที่สามคือผู้ล่า ร่างกายของพืชและสัตว์ที่ตายแล้วยังคงมีพลังงานและ " วัสดุก่อสร้าง” เช่นเดียวกับการขับถ่ายทางหลอดเลือดดำ เช่น ปัสสาวะและอุจจาระ สารอินทรีย์เหล่านี้ถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ ได้แก่ เชื้อราและแบคทีเรีย ซึ่งอาศัยอยู่เป็น saprophytes บนสารตกค้างอินทรีย์ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่าผู้ย่อยสลาย พวกมันหลั่งเอนไซม์ย่อยอาหารเข้าไป ศพหรือของเสียและดูดซับผลิตภัณฑ์จากการย่อยอาหาร อัตราการสลายตัวอาจแตกต่างกันไป อินทรียวัตถุจากปัสสาวะ อุจจาระ และซากสัตว์ถูกใช้ไปภายในไม่กี่สัปดาห์ ในขณะที่ต้นไม้และกิ่งที่ร่วงหล่นอาจใช้เวลาหลายปีในการย่อยสลาย บทบาทที่สำคัญมากในการสลายตัวของไม้ (และเศษพืชอื่น ๆ ) เกิดขึ้นจากเชื้อราซึ่งหลั่งเอนไซม์เซลลูโลสซึ่งทำให้ไม้อ่อนตัวและช่วยให้สัตว์ตัวเล็กสามารถเจาะและดูดซับวัสดุที่อ่อนนุ่มได้

ชิ้นส่วนของวัสดุที่ย่อยสลายบางส่วนเรียกว่าเศษซาก และสัตว์ขนาดเล็กจำนวนมาก (เศษซาก) กินพวกมันเป็นอาหาร ช่วยเร่งกระบวนการสลายตัวให้เร็วขึ้น เนื่องจากทั้งตัวย่อยสลายที่แท้จริง (เชื้อราและแบคทีเรีย) และสารทำลายล้าง (สัตว์) มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ บางครั้งทั้งสองจึงถูกเรียกว่าตัวย่อยสลาย แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วคำนี้จะหมายถึงสิ่งมีชีวิตที่มี saprophytic เท่านั้น

ในทางกลับกัน สารพิษก็สามารถกินได้มากขึ้น สิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่จากนั้นห่วงโซ่อาหารประเภทต่างๆ ก็ถูกสร้างขึ้น - ห่วงโซ่ ห่วงโซ่ที่เริ่มต้นด้วยเศษซาก:

เศษซาก → เศษซาก → ผู้ล่า

เศษซากของชุมชนป่าไม้และชายฝั่ง ได้แก่ ไส้เดือน เหาไม้ ตัวอ่อนของแมลงวันซากศพ (ป่า) โพลีคีเอต แมลงวันสีแดง แมลงวันโฮโลทูเรียน (เขตชายฝั่ง)

ต่อไปนี้เป็นห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตรายสองชนิดในป่าของเรา:

เศษใบไม้ → ไส้เดือน → นกชนิดหนึ่ง → เหยี่ยวนกกระจอก

สัตว์ที่ตายแล้ว → ตัวอ่อนของแมลงวันซากศพ → กบหญ้า→ งูทั่วไป

สารทำลายล้างทั่วไปบางชนิดได้แก่ ไส้เดือน, woodlice, bipeds และอันที่เล็กกว่า (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.

2. ใยอาหาร

ในแผนภาพห่วงโซ่อาหาร สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะแสดงเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตประเภทเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ทางอาหารที่เกิดขึ้นจริงในระบบนิเวศนั้นซับซ้อนกว่ามาก เนื่องจากสัตว์อาจกินสิ่งมีชีวิตประเภทต่างๆ จากห่วงโซ่อาหารเดียวกัน หรือแม้แต่จากห่วงโซ่อาหารที่แตกต่างกัน นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับนักล่าที่มีระดับโภชนาการสูง สัตว์บางชนิดกินทั้งสัตว์และพืชอื่น พวกมันถูกเรียกว่าสัตว์กินพืชทุกชนิด (โดยเฉพาะกับมนุษย์) ในความเป็นจริง ห่วงโซ่อาหารเชื่อมโยงกันในลักษณะที่ใยอาหาร (โภชนาการ) เกิดขึ้น แผนผังสายใยอาหารสามารถแสดงการเชื่อมต่อที่เป็นไปได้เพียงไม่กี่อย่างเท่านั้น และโดยปกติจะมีสัตว์นักล่าเพียง 1 หรือ 2 ตัวจากแต่ละระดับอาหารชั้นบน แผนภาพดังกล่าวแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ทางอาหารระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศและเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาเชิงปริมาณของปิรามิดในระบบนิเวศและผลผลิตของระบบนิเวศ

3. การเชื่อมต่ออาหารน้ำจืด

ห่วงโซ่อาหารของแหล่งน้ำจืดประกอบด้วยการเชื่อมโยงหลายสายต่อเนื่องกัน ตัวอย่างเช่น โปรโตซัวซึ่งสัตว์จำพวกครัสเตเชียนตัวเล็กกินจะกินเศษพืชและแบคทีเรียที่เกิดขึ้น ในทางกลับกันสัตว์จำพวกครัสเตเชียนก็ทำหน้าที่เป็นอาหารของปลาและปลานักล่าก็สามารถกินพวกหลังได้ เกือบทุกสายพันธุ์ไม่ได้กินอาหารประเภทเดียว แต่ใช้วัตถุอาหารต่างกัน ห่วงโซ่อาหารมีความเกี่ยวพันกันอย่างซับซ้อน ข้อสรุปทั่วไปที่สำคัญต่อจากนี้: หากสมาชิกใด ๆ ของ biogeocenosis หลุดออกไป ระบบจะไม่หยุดชะงัก เนื่องจากมีการใช้แหล่งอาหารอื่น ยิ่งมีความหลากหลายชนิดพันธุ์มากเท่าไร ระบบก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น

แหล่งพลังงานหลักใน biogeocenosis ในน้ำเช่นเดียวกับในระบบนิเวศส่วนใหญ่คือแสงแดด ซึ่งทำให้พืชสังเคราะห์อินทรียวัตถุได้ แน่นอนว่าชีวมวลของสัตว์ทุกตัวที่มีอยู่ในอ่างเก็บน้ำนั้นขึ้นอยู่กับผลผลิตทางชีวภาพของพืชโดยสิ้นเชิง

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกของเราเชื่อมโยงถึงกันด้วยหนึ่งในสายสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งที่สุด นั่นก็คืออาหาร นั่นคือบางคนเป็นอาหารของคนอื่น หรือในแง่วิทยาศาสตร์ เป็นแหล่งอาหาร สัตว์กินพืชกินพืช สัตว์กินพืชเองก็ถูกกินโดยผู้ล่า ซึ่งในทางกลับกันก็สามารถกินได้โดยผู้ล่าอื่นที่ใหญ่กว่าและแข็งแกร่งกว่าเช่นกัน ในทางชีววิทยา การเชื่อมโยงอาหารแปลกๆ เหล่านี้มักเรียกว่าห่วงโซ่อาหาร การทำความเข้าใจว่าระบบนิเวศของห่วงโซ่อาหารทำงานอย่างไรช่วยให้นักชีววิทยาเข้าใจถึงความแตกต่างต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต ช่วยอธิบายพฤติกรรมของสัตว์บางชนิด และทำความเข้าใจว่าขามาจากไหนสำหรับนิสัยบางอย่างของเพื่อนสี่ขาของเรา

ประเภทของวงจรไฟฟ้ากำลัง

โดยทั่วไป ห่วงโซ่อาหารมีสองประเภทหลักๆ ได้แก่ ห่วงโซ่อาหารแบบแทะเล็มหญ้า (หรือที่เรียกว่า ห่วงโซ่อาหารแบบแทะเล็มหญ้า) และห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตราย ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า ห่วงโซ่การสลายตัว

ห่วงโซ่อาหารอภิบาล

ห่วงโซ่อาหารในทุ่งหญ้าโดยทั่วไปนั้นเรียบง่ายและเข้าใจได้ โดยมีการอธิบายสาระสำคัญไว้อย่างสั้น ๆ ในตอนต้นของบทความ: พืชทำหน้าที่เป็นอาหารของสัตว์กินพืช และในศัพท์ทางวิทยาศาสตร์เรียกว่าผู้ผลิต สัตว์กินพืชที่กินพืชเรียกว่าผู้บริโภค (จากภาษาละตินคำนี้แปลว่า "ผู้บริโภค") ในลำดับแรก ผู้ล่าขนาดเล็กเป็นผู้บริโภคในลำดับที่สอง และตัวที่ใหญ่กว่านั้นอยู่ในลำดับที่สาม ในธรรมชาติ ยังมีห่วงโซ่อาหารที่ยาวกว่า ซึ่งมีห่วงโซ่อาหารตั้งแต่ห้าสายขึ้นไป โดยส่วนใหญ่พบในมหาสมุทร ซึ่งปลาที่มีขนาดใหญ่กว่า (และหิวโหย) กินปลาที่มีขนาดเล็กกว่า ซึ่งในทางกลับกันก็จะกินแม้แต่ปลาที่เล็กกว่า และอื่นๆ ลงมาจนถึงสาหร่าย การเชื่อมโยงในห่วงโซ่อาหารถูกปิดด้วยการเชื่อมโยงความสุขพิเศษ ซึ่งไม่ได้ทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับทุกคนอีกต่อไป โดยปกติแล้วนี่คือบุคคลโดยมีเงื่อนไขว่าเขาต้องระวังและไม่พยายามว่ายน้ำกับฉลามหรือเดินไปกับสิงโต)) แต่จริงๆ แล้ว การเชื่อมโยงทางโภชนาการในชีววิทยาแบบปิดเช่นนี้เรียกว่าตัวย่อยสลาย

ห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตราย

แต่ที่นี่ทุกอย่างเกิดขึ้นในทางตรงกันข้ามเล็กน้อย กล่าวคือ การไหลของพลังงานของห่วงโซ่อาหารไปในทิศทางตรงกันข้าม สัตว์ใหญ่ ไม่ว่าจะเป็นสัตว์นักล่าหรือสัตว์กินพืช ตายและสลายตัว ซากของพวกมันกินสัตว์ตัวเล็ก สัตว์กินของเน่าต่างๆ (เช่น , ไฮยีน่า) ซึ่งในทางกลับกันพวกเขาก็ตายและสลายตัวเช่นกัน และมนุษย์ก็ยังคงทำหน้าที่เป็นอาหารในทำนองเดียวกัน ไม่ว่าจะเป็นสำหรับคนรักซากศพที่มีขนาดเล็กกว่า (เช่น มดบางชนิด) หรือสำหรับจุลินทรีย์พิเศษต่างๆ จุลินทรีย์ที่แปรรูปซากศพจะปล่อยสารพิเศษที่เรียกว่าเศษซาก จึงเป็นที่มาของห่วงโซ่อาหารนี้

แผนภาพวงจรไฟฟ้าที่มองเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นจะแสดงอยู่ในรูปภาพ

ความยาวของวงจรไฟฟ้าหมายถึงอะไร?

การศึกษาความยาวของห่วงโซ่อาหารช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ตอบคำถามมากมาย เช่น สภาพแวดล้อมเอื้ออำนวยต่อสัตว์อย่างไร ยิ่งแหล่งที่อยู่อาศัยเอื้ออำนวยมากขึ้น ห่วงโซ่อาหารตามธรรมชาติก็จะยิ่งยาวนานขึ้นเนื่องจากมีสัตว์ต่างๆ มากมายที่ทำหน้าที่เป็นอาหารซึ่งกันและกัน แต่ห่วงโซ่อาหารที่ยาวที่สุดคือสำหรับปลาและสัตว์อื่น ๆ ที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทรลึก

พื้นฐานของห่วงโซ่อาหารคืออะไร?

พื้นฐานของห่วงโซ่อาหารคือการเชื่อมโยงอาหารและพลังงาน ซึ่งจะถูกถ่ายโอนพร้อมกับการบริโภคของตัวแทนสัตว์ (หรือพืช) ไปยังอีกสัตว์หนึ่ง ขอบคุณพลังงานที่ได้รับ ผู้บริโภคสามารถดำเนินชีวิตต่อไปได้ แต่ในทางกลับกัน พวกเขาก็ต้องพึ่งพาอาหารของตนเองด้วย (ฐานอาหารสัตว์) ตัวอย่างเช่น เมื่อการอพยพอันโด่งดังของเลมมิ่งเกิดขึ้น ซึ่งทำหน้าที่เป็นอาหารของสัตว์นักล่าในอาร์กติกหลายชนิด เช่น สุนัขจิ้งจอก นกฮูก ประชากรไม่เพียงแต่เลมมิ่งเท่านั้นที่ตาย (ซึ่งตายจำนวนมากในระหว่างการอพยพเดียวกันนี้) แต่ยังรวมถึงผู้ล่าด้วย ที่กินเลมมิ่ง และบางตัวถึงกับอพยพไปด้วย

วงจรไฟฟ้า, วีดีโอฟิล์ม

นอกจากนี้ เราขอเสนอวิดีโอให้ความรู้เกี่ยวกับความสำคัญของห่วงโซ่อาหารในชีววิทยา

วัฏจักรของสารในธรรมชาติและห่วงโซ่อาหาร

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีส่วนร่วมในวัฏจักรของสารต่างๆ บนโลก การใช้ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ เกลือแร่ และสารอื่นๆ สิ่งมีชีวิตเป็นอาหาร หายใจ ขับถ่ายผลิตภัณฑ์ และสืบพันธุ์ หลังจากการตาย ร่างกายของพวกมันจะสลายตัวเป็นสารธรรมดาและกลับคืนสู่สภาพแวดล้อมภายนอก

การถ่ายโอนองค์ประกอบทางเคมีจากสิ่งมีชีวิตสู่สิ่งแวดล้อมและย้อนกลับไม่ได้หยุดเพียงเสี้ยววินาที ดังนั้นพืช (สิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิก) จึงดึงคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และเกลือแร่จากสภาพแวดล้อมภายนอก ในการทำเช่นนั้น พวกมันจะสร้างสารอินทรีย์และปล่อยออกซิเจนออกมา ในทางกลับกัน สัตว์ (สิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิค) สูดดมออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจากพืช และโดยการกินพืช พวกมันจะดูดซึมสารอินทรีย์และปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และเศษอาหารออกมา เชื้อราและแบคทีเรียกินซากสิ่งมีชีวิตและเปลี่ยนสารอินทรีย์ให้เป็นแร่ธาตุซึ่งสะสมอยู่ในดินและน้ำ และแร่ธาตุก็ถูกพืชดูดซึมอีกครั้ง นี่คือวิธีที่ธรรมชาติรักษาวัฏจักรของสสารที่คงที่และไม่มีที่สิ้นสุดและรักษาความต่อเนื่องของชีวิต

วัฏจักรของสารและการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกี่ยวข้องนั้นจำเป็นต้องมีการไหลเวียนของพลังงานอย่างต่อเนื่อง แหล่งที่มาของพลังงานดังกล่าวคือดวงอาทิตย์

บนโลก พืชดูดซับคาร์บอนจากชั้นบรรยากาศผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง สัตว์กินพืชโดยส่งคาร์บอนไปสู่ห่วงโซ่อาหาร ซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง เมื่อพืชและสัตว์ตาย พวกมันจะถ่ายเทคาร์บอนกลับคืนสู่โลก

ที่พื้นผิวมหาสมุทร คาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศจะละลายลงสู่น้ำ แพลงก์ตอนพืชดูดซับไว้เพื่อการสังเคราะห์ด้วยแสง สัตว์ที่กินแพลงก์ตอนจะปล่อยคาร์บอนออกสู่ชั้นบรรยากาศและส่งต่อไปตามห่วงโซ่อาหาร หลังจากที่แพลงก์ตอนพืชตายแล้ว พวกมันสามารถนำไปรีไซเคิลในน้ำผิวดินหรือตกลงสู่พื้นมหาสมุทรได้ เป็นเวลากว่าล้านปี กระบวนการนี้ได้เปลี่ยนพื้นมหาสมุทรให้กลายเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนที่อุดมสมบูรณ์ของโลก กระแสน้ำเย็นส่งคาร์บอนขึ้นสู่พื้นผิว เมื่อน้ำร้อนจะถูกปล่อยออกเป็นก๊าซและเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและดำเนินวงจรต่อไป

น้ำไหลเวียนอย่างต่อเนื่องระหว่างทะเล ชั้นบรรยากาศ และพื้นดิน ภายใต้แสงตะวันมันจะระเหยและลอยขึ้นไปในอากาศ ที่นั่นหยดน้ำรวมตัวกันเป็นเมฆและเมฆ พวกมันตกลงสู่พื้นเป็นฝน หิมะ หรือลูกเห็บ ซึ่งกลับกลายเป็นน้ำ น้ำถูกดูดซับลงสู่พื้นดินและกลับสู่ทะเล แม่น้ำ และทะเลสาบ และทุกอย่างเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง นี่คือวิธีที่วัฏจักรของน้ำเกิดขึ้นในธรรมชาติ

น้ำส่วนใหญ่ระเหยไปตามมหาสมุทร น้ำในนั้นมีรสเค็ม และน้ำที่ระเหยออกจากผิวน้ำก็สด ดังนั้น มหาสมุทรจึงเป็น “โรงงาน” น้ำจืดของโลก โดยที่สิ่งมีชีวิตบนโลกนี้เป็นไปไม่ได้

สามสถานะของสสาร- สสารมีสามสถานะ: ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน ในชีวิตประจำวันเราสามารถสังเกตน้ำได้ในทั้งสามสภาวะนี้ ความชื้นจะระเหยและเปลี่ยนจากสถานะของเหลวเป็นสถานะก๊าซ ซึ่งก็คือไอน้ำ มันควบแน่นและกลายเป็นของเหลว ที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ น้ำจะแข็งตัวและกลายเป็นน้ำแข็ง

การไหลเวียนของสารที่ซับซ้อนในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตรวมถึงห่วงโซ่อาหารด้วย นี่เป็นลำดับปิดเชิงเส้นซึ่งสิ่งมีชีวิตแต่ละตัวกินคนหรือบางสิ่งบางอย่างและตัวมันเองทำหน้าที่เป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตอื่น ภายในห่วงโซ่อาหารในทุ่งหญ้า อินทรียวัตถุถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค เช่น พืช พืชถูกสัตว์กิน ส่วนสัตว์อื่นก็กินพืชเช่นกัน เชื้อราที่ย่อยสลายจะสลายซากอินทรีย์และทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตราย

แต่ละลิงก์ในห่วงโซ่อาหารเรียกว่าระดับโภชนาการ (จากคำภาษากรีก "โทรฟอส" - "โภชนาการ")
1. ผู้ผลิตหรือผู้ผลิตผลิตสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ ผู้ผลิตได้แก่พืชและแบคทีเรียบางชนิด
2. ผู้บริโภคหรือผู้บริโภคบริโภคสารอินทรีย์สำเร็จรูป ผู้บริโภคลำดับที่ 1 กินอาหารจากผู้ผลิต ผู้บริโภคลำดับที่ 2 ให้ความสำคัญกับผู้บริโภคลำดับที่ 1 ผู้บริโภคลำดับที่ 3 ป้อนผู้บริโภคลำดับที่ 2 เป็นต้น
3. ตัวลดหรือตัวทำลายทำลายซึ่งก็คือการทำให้สารอินทรีย์กลายเป็นแร่ให้เป็นสารอนินทรีย์ ตัวย่อยสลาย ได้แก่ แบคทีเรียและเชื้อรา

ห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตราย- ห่วงโซ่อาหารมีสองประเภทหลัก - การแทะเล็ม (โซ่เล็มหญ้า) และโซ่ detrital (โซ่การสลายตัว) พื้นฐานของห่วงโซ่อาหารในทุ่งหญ้าประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิคที่สัตว์กินเข้าไป และในห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตรายพืชส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกกินโดยสัตว์กินพืช แต่ตายแล้วสลายตัวโดยสิ่งมีชีวิต saprotrophic (เช่นไส้เดือน) และถูกทำให้เป็นแร่ ดังนั้นห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตรายจึงเริ่มต้นจากเศษซากแล้วไปสู่ผู้ทำลายและผู้บริโภค - ผู้ล่า บนบก สิ่งเหล่านี้คือโซ่ที่มีอำนาจเหนือกว่า

ปิรามิดทางนิเวศวิทยาคืออะไร- ปิระมิดทางนิเวศน์คือการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างระดับโภชนาการที่แตกต่างกันในห่วงโซ่อาหารเป็นภาพกราฟิก ห่วงโซ่อาหารไม่สามารถมีได้มากกว่า 5-6 ลิงค์ เพราะเมื่อย้ายไปแต่ละลิงค์ถัดไป พลังงาน 90% จะหายไป กฎพื้นฐานของปิรามิดทางนิเวศน์นั้นอยู่ที่ 10% ตัวอย่างเช่น ในการสร้างมวล 1 กิโลกรัม โลมาจะต้องกินปลาประมาณ 10 กิโลกรัม และในทางกลับกัน พวกมันก็ต้องการอาหาร 100 กิโลกรัม ซึ่งเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังในน้ำ ซึ่งจำเป็นต้องกินสาหร่ายและแบคทีเรีย 1,000 กิโลกรัมจึงจะก่อตัวได้ มวลดังกล่าว หากปริมาณเหล่านี้แสดงในระดับที่เหมาะสมตามลำดับการพึ่งพา แสดงว่าปิรามิดชนิดหนึ่งเกิดขึ้นจริง

เครือข่ายอาหาร- บ่อยครั้งที่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติมีความซับซ้อนและมีลักษณะคล้ายเครือข่าย สิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะสัตว์กินเนื้อ สามารถกินสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดจากห่วงโซ่อาหารที่แตกต่างกัน ดังนั้นห่วงโซ่อาหารจึงเชื่อมโยงกันเพื่อสร้างใยอาหาร

สิ่งมีชีวิตต้องการพลังงานและสารอาหารเพื่อดำรงอยู่ ออโตโทรฟเปลี่ยนพลังงานการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงสังเคราะห์สารอินทรีย์จากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ

เฮเทอโรโทรฟใช้สารอินทรีย์เหล่านี้ในกระบวนการโภชนาการในที่สุดจะสลายตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำอีกครั้งและพลังงานที่สะสมอยู่ในนั้นจะถูกใช้ไปกับกระบวนการต่าง ๆ ของชีวิตของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นพลังงานแสงของดวงอาทิตย์จึงเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีของสารอินทรีย์ จากนั้นเป็นพลังงานกลและความร้อน

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดในระบบนิเวศสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มตามประเภทของสารอาหาร ได้แก่ ผู้ผลิต ผู้บริโภค ผู้ย่อยสลาย

1. ผู้ผลิต- เหล่านี้เป็นพืชออโตโทรฟิคสีเขียวที่ผลิตสารอินทรีย์จากอนินทรีย์และสามารถสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ได้

2. ผู้บริโภค- เหล่านี้เป็นสัตว์เฮเทอโรโทรฟิกที่กินสารอินทรีย์สำเร็จรูป ผู้บริโภคลำดับแรกสามารถใช้อินทรียวัตถุจากพืช (สัตว์กินพืช) ได้ Heterotrophs ที่ใช้อาหารสัตว์แบ่งออกเป็นผู้บริโภคลำดับ II, III เป็นต้น (สัตว์กินเนื้อ) ทั้งหมดนี้ใช้พลังงานของพันธะเคมีที่เก็บไว้ในสารอินทรีย์โดยผู้ผลิต

3. เครื่องย่อยสลาย- สิ่งเหล่านี้คือจุลินทรีย์เฮเทอโรโทรฟิก เชื้อรา ที่ทำลายและสร้างแร่ธาตุให้กับสารอินทรีย์ที่ตกค้าง ดังนั้นตัวย่อยสลายจึงทำให้วัฏจักรของสารสมบูรณ์ กลายเป็นสารอนินทรีย์เพื่อเข้าสู่วัฏจักรใหม่

ดวงอาทิตย์ให้พลังงานสม่ำเสมอ และสิ่งมีชีวิตก็สลายไปเป็นความร้อนในที่สุด ในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิต จะมีวงจรของพลังงานและสารต่างๆ เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง และแต่ละสายพันธุ์จะใช้พลังงานเพียงบางส่วนที่มีอยู่ในสารอินทรีย์เท่านั้น ส่งผลให้มี วงจรไฟฟ้า - ห่วงโซ่อาหาร, ห่วงโซ่อาหาร,แสดงถึงลำดับของสายพันธุ์ที่สกัดอินทรียวัตถุและพลังงานจากสารอาหารดั้งเดิม โดยแต่ละลิงค์ก่อนหน้านี้กลายเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตต่อไป (รูปที่ 98)

ข้าว. 98.แผนภาพทั่วไปของห่วงโซ่อาหาร

ในแต่ละลิงค์ พลังงานส่วนใหญ่ถูกใช้ไปในรูปของความร้อนและสูญเสียไป ซึ่งจำกัดจำนวนลิงค์ในสายโซ่ แต่โซ่ส่วนใหญ่เริ่มต้นด้วยต้นไม้และปิดท้ายด้วยสัตว์นักล่า และโซ่ที่ใหญ่ที่สุดในนั้น ผู้ย่อยสลายสลายอินทรียวัตถุในทุกระดับและเป็นจุดเชื่อมโยงสุดท้ายในห่วงโซ่อาหาร

เนื่องจากพลังงานที่ลดลงในแต่ละระดับ ชีวมวลจึงลดลง ห่วงโซ่อาหารมักจะมีไม่เกินห้าระดับและเป็นปิรามิดทางนิเวศน์ โดยมีฐานกว้างที่ด้านล่างและเรียวที่ด้านบน (รูปที่ 99)

ข้าว. 99.แผนภาพแบบง่ายของปิรามิดทางนิเวศของชีวมวล (1) และปิรามิดของตัวเลข (2)

กฎปิรามิดทางนิเวศวิทยาสะท้อนถึงรูปแบบตามที่ในระบบนิเวศใด ๆ ชีวมวลของแต่ละลิงค์ถัดไปจะน้อยกว่าลิงค์ก่อนหน้า 10 เท่า

ปิรามิดทางนิเวศวิทยามีสามประเภท:

พีระมิดที่สะท้อนถึงจำนวนบุคคลในแต่ละระดับของห่วงโซ่อาหาร - ปิรามิดของตัวเลข

พีระมิดชีวมวลอินทรียวัตถุสังเคราะห์ในแต่ละระดับ - พีระมิดมวล(ชีวมวล);

- ปิรามิดพลังงาน,แสดงปริมาณการไหลของพลังงาน โดยทั่วไปแล้วโซ่ส่งกำลังประกอบด้วย 3-4 ลิงค์:

พืช → กระต่าย → หมาป่า;

พืช → ท้องนา → สุนัขจิ้งจอก → อินทรี;

พืช → หนอนผีเสื้อ → หัวนม → เหยี่ยว;

พืช → โกเฟอร์ → ไวเปอร์ → อินทรี

อย่างไรก็ตาม ในสภาวะจริงในระบบนิเวศ ห่วงโซ่อาหารต่างๆ จะตัดกัน ทำให้เกิดเครือข่ายที่แตกแขนงออกไป สัตว์เกือบทั้งหมด ยกเว้นสัตว์หายากชนิดพิเศษ ใช้แหล่งอาหารที่หลากหลาย ดังนั้นหากลิงค์ใดลิงค์หนึ่งหลุดออกไป ก็จะไม่เกิดการหยุดชะงักของระบบ ยิ่งความหลากหลายของสายพันธุ์และใยอาหารสมบูรณ์มากขึ้น biocenosis ก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น

ใน biocenoses เครือข่ายทางโภชนาการสองประเภทมีความโดดเด่น: ทุ่งหญ้าและเศษซาก

1. ใน ใยอาหารประเภททุ่งหญ้าการไหลของพลังงานเปลี่ยนจากพืชสู่สัตว์กินพืช และสู่ผู้บริโภคในลำดับที่สูงกว่า นี้ เครือข่ายที่ล้นหลามสัตว์ที่กินพืชเป็นอาหาร (บนบก ในน้ำ และดิน) โดยไม่คำนึงถึงขนาดของ biocenosis และแหล่งที่อยู่อาศัย กินหญ้า กินพืชสีเขียว และถ่ายโอนพลังงานไปยังระดับถัดไป (รูปที่ 100)

ข้าว. 100.เครือข่ายอาหารทุ่งหญ้าใน biocenosis บนบก

2. หากการไหลของพลังงานเริ่มต้นด้วยซากพืชและสัตว์ที่ตายแล้วให้ขับถ่ายและไปที่ปฐมภูมิ สารทำลายล้าง - เครื่องย่อยสลาย,สารอินทรีย์ที่สลายตัวบางส่วนจึงเรียกว่าเครือข่ายทางโภชนาการ เป็นอันตราย,หรือ เครือข่ายการสลายตัว(รูปที่ 101) สิ่งสกปรกปฐมภูมิ ได้แก่ จุลินทรีย์ (แบคทีเรีย เชื้อรา) สัตว์ขนาดเล็ก (หนอน ตัวอ่อนของแมลง)

ข้าว. 101.ห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตราย

ใน biogeocenoses บนบกมีสายโซ่โภชนาการทั้งสองประเภท ในชุมชนทางน้ำ ห่วงโซ่ทุ่งหญ้ามีอำนาจเหนือกว่า ในทั้งสองกรณีใช้พลังงานอย่างเต็มที่

สายโซ่อาหารเป็นพื้นฐานของความสัมพันธ์ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต แต่การเชื่อมโยงทางอาหารไม่ใช่ความสัมพันธ์ประเภทเดียวระหว่างสิ่งมีชีวิตเท่านั้น บางชนิดสามารถมีส่วนร่วมในการเผยแพร่ การสืบพันธุ์ การตั้งถิ่นฐานของสายพันธุ์อื่น และสร้างเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับการดำรงอยู่ของพวกมัน การเชื่อมโยงที่หลากหลายและมากมายระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมทำให้แน่ใจได้ว่าสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ จะมีอยู่ในระบบนิเวศที่มั่นคงและควบคุมตนเองได้

| |
§ 71. ระบบนิเวศวิทยา§ 73 คุณสมบัติและโครงสร้างของ biocenoses

ห่วงโซ่อาหารเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนของการเชื่อมโยงซึ่งแต่ละการเชื่อมโยงเชื่อมโยงถึงกันกับบริเวณใกล้เคียงหรือการเชื่อมโยงอื่น ๆ ส่วนประกอบของห่วงโซ่เหล่านี้คือกลุ่มสิ่งมีชีวิตพืชและสัตว์กลุ่มต่างๆ

โดยธรรมชาติแล้ว ห่วงโซ่อาหารเป็นวิธีหนึ่งในการเคลื่อนย้ายสสารและพลังงานในสภาพแวดล้อม ทั้งหมดนี้จำเป็นสำหรับการพัฒนาและ "การก่อสร้าง" ระบบนิเวศ ระดับโภชนาการเป็นชุมชนของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในระดับหนึ่ง

วงจรทางชีวภาพ

ห่วงโซ่อาหารเป็นวงจรทางชีวภาพที่เชื่อมโยงสิ่งมีชีวิตและส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิต ปรากฏการณ์นี้เรียกอีกอย่างว่า biogeocenosis และประกอบด้วยสามกลุ่ม: 1. ผู้ผลิต กลุ่มประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่ผลิตสารอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงและการสังเคราะห์ทางเคมี ผลิตภัณฑ์ของกระบวนการเหล่านี้เป็นสารอินทรีย์ปฐมภูมิ ตามเนื้อผ้า ผู้ผลิตเป็นรายแรกในห่วงโซ่อาหาร 2. ผู้บริโภค. ห่วงโซ่อาหารจัดให้กลุ่มนี้อยู่เหนือผู้ผลิตเพราะพวกเขาบริโภคสารอาหารที่ผู้ผลิตผลิต กลุ่มนี้รวมถึงสิ่งมีชีวิตต่างชนิดต่าง ๆ เช่น สัตว์ที่กินพืช ผู้บริโภคมีหลายประเภท: ระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา หมวดหมู่ของผู้บริโภคหลักรวมถึงสัตว์กินพืช และผู้บริโภครองรวมถึงสัตว์กินเนื้อที่กินสัตว์กินพืชตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ 3. เครื่องย่อยสลาย. ซึ่งรวมถึงสิ่งมีชีวิตที่ทำลายเลเวลก่อนหน้าทั้งหมดด้วย ตัวอย่างที่ดีคือเมื่อสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและแบคทีเรียย่อยสลายเศษพืชหรือสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว ดังนั้นห่วงโซ่อาหารจึงสิ้นสุดลง แต่วงจรของสารในธรรมชาติยังคงดำเนินต่อไป เนื่องจากเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ แร่ธาตุและสารที่มีประโยชน์อื่น ๆ จึงเกิดขึ้น ต่อจากนั้นผู้ผลิตจะใช้ส่วนประกอบที่เกิดขึ้นเพื่อสร้างอินทรียวัตถุปฐมภูมิ ห่วงโซ่อาหารมีโครงสร้างที่ซับซ้อน ดังนั้นผู้บริโภครองจึงสามารถกลายเป็นอาหารของสัตว์นักล่าอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งจัดอยู่ในประเภทผู้บริโภคระดับอุดมศึกษา

การจำแนกประเภท

ดังนั้นจึงมีส่วนโดยตรงในวงจรของสารในธรรมชาติ โซ่มีสองประเภท: เศษซากและทุ่งหญ้า ตามชื่อที่ระบุกลุ่มแรกมักพบในป่าและกลุ่มที่สอง - ในพื้นที่เปิดโล่ง: ทุ่งนาทุ่งหญ้าทุ่งหญ้า

ห่วงโซ่ดังกล่าวมีโครงสร้างการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนมากขึ้น แม้กระทั่งผู้ล่าลำดับที่สี่ก็ปรากฏตัวที่นั่นด้วยซ้ำ

ปิรามิด

อย่างน้อยหนึ่งรายการที่มีอยู่ในแหล่งที่อยู่อาศัยเฉพาะก่อให้เกิดเส้นทางและทิศทางการเคลื่อนที่ของสารและพลังงาน ทั้งหมดนี้กล่าวคือสิ่งมีชีวิตและแหล่งที่อยู่อาศัยของพวกมันก่อให้เกิดระบบการทำงานซึ่งเรียกว่าระบบนิเวศ (ระบบนิเวศน์) การเชื่อมต่อทางโภชนาการนั้นไม่ค่อยตรงไปตรงมา โดยปกติจะอยู่ในรูปแบบของเครือข่ายที่ซับซ้อนและซับซ้อนซึ่งแต่ละองค์ประกอบจะเชื่อมโยงถึงกัน การเชื่อมโยงห่วงโซ่อาหารเข้าด้วยกันทำให้เกิดใยอาหาร ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการสร้างและคำนวณปิรามิดทางนิเวศน์ ที่ฐานของปิระมิดแต่ละอันคือระดับของผู้ผลิต ซึ่งด้านบนสุดของระดับต่อมาทั้งหมดจะถูกปรับ มีปิรามิดแห่งตัวเลข พลังงาน และชีวมวล