Пищевая сеть

Пищевая сеть — это естественная взаимосвязь пищевых цепей и графическое представление того, что и что едят в экологическом сообществе . Другое название пищевой сети — потребительско-ресурсная система . Экологи могут в целом объединить все формы жизни в одну из двух категорий, называемых трофическими уровнями : 1) автотрофы и 2) гетеротрофы . Для поддержания своего тела, роста, развития и размножения автотрофы производят органические вещества из неорганических веществ, включая как минералы , так и газы , такие какуглекислый газ . Эти химические реакции требуют энергии , которая в основном исходит от Солнца и в основном за счет фотосинтеза , хотя очень небольшое количество поступает от биоэлектрогенеза в заболоченных местах ^[1] и минеральных доноров электронов в гидротермальных жерлах и горячих источниках . Эти трофические уровни не являются бинарными, а образуют градиент, включающий полных автотрофов, которые получают свой единственный источник углерода из атмосферы, миксотрофов (например, плотоядных растений ).), которые являются автотрофными организмами, которые частично получают органическое вещество из источников, отличных от атмосферы, и полными гетеротрофами, которые должны питаться для получения органического вещества.

Связи в пищевой сети иллюстрируют пути питания, например, когда гетеротрофы получают органическое вещество, питаясь автотрофами и другими гетеротрофами. Пищевая сеть — это упрощенная иллюстрация различных способов питания, которая связывает экосистему в единую систему обмена. Существуют различные виды пищевых отношений, которые можно грубо разделить на травоядные , плотоядные , собирательство и паразитизм . Некоторые органические вещества, поедаемые гетеротрофами, такие как сахара , обеспечивают энергию. Автотрофы и гетеротрофы бывают всех размеров, от микроскопических до многотонных - от цианобактерий до гигантских секвой., а от вирусов и бделловибрионов до синих китов .

Чарльз Элтон впервые ввел концепцию пищевых циклов, пищевых цепей и размера пищи в своей классической книге 1927 года «Экология животных»; «Пищевой цикл» Элтона был заменен «пищевой сетью» в последующем экологическом тексте. Элтон организовал виды в функциональные группы , что послужило основой для классической и знаменательной статьи Раймонда Линдемана в 1942 году о трофической динамике. Линдеман подчеркивал важную роль организмов - редуцентов в трофической системе классификации . Понятие пищевой сети имеет историческую основу в трудах Чарльза Дарвина .и его терминология, в том числе «запутанный берег», «паутина жизни», «паутина сложных отношений», а в отношении разложения дождевых червей он говорил о «продолжающемся движении частиц земли». Еще раньше, в 1768 году, Джон Брукнер описал природу как «единую непрерывную паутину жизни».

Пищевые сети - это ограниченные представления реальных экосистем, поскольку они обязательно объединяют многие виды в трофические виды , которые представляют собой функциональные группы видов, у которых есть одни и те же хищники и жертвы в пищевой сети. Экологи используют эти упрощения в количественных (или математических представлениях) моделях динамики трофических или консументно-ресурсных систем . Используя эти модели, они могут измерять и проверять общие закономерности в структуре реальных сетей пищевых сетей. Экологи выявили неслучайные свойства в топологической структуре пищевых сетей. Опубликованные примеры, используемые в метаанализеразного качества с пропусками. Тем не менее, количество эмпирических исследований сетей сообществ растет, и математическая обработка пищевых сетей с использованием теории сетей выявила закономерности, общие для всех. Законы масштабирования , например, предсказывают взаимосвязь между топологией связей хищник-жертва в пищевой сети и уровнями видового богатства .