Пищевая цепь представляет собой линейную сеть звеньев в трофической сети , начиная от производителя организмов (например, травы или деревьев , которые используют излучение от Солнца , чтобы сделать пищу) и заканчивается на вершине хищников вида (например , медведи гризли или касатки ), детритофаги (например, дождевые черви или мокрицы ) или виды- разлагатели (например, грибы или бактерии ). Пищевая цепочка также показывает, как организмы связаны друг с другом пищей, которую они едят. Каждый уровень пищевой цепи представляет разныетрофический уровень . Пищевая цепь отличается от пищевой сети, потому что сложная сеть кормовых отношений различных животных агрегирована, и цепочка следует только прямому, линейному пути движения одного животного за раз . Естественные взаимосвязи между пищевыми цепями делают их пищевой цепью.
Обычным показателем, используемым для количественной оценки трофической структуры пищевой сети, является длина пищевой цепи. В простейшей форме длина цепочки - это количество звеньев между трофическим потребителем и основой сети. Средняя длина цепи всей сети - это среднее арифметическое длин всех цепей в пищевой сети. [1] [2] Пищевая цепочка - это диаграмма источников энергии. Пищевая цепочка начинается с производителя, которого ест первичный потребитель. Первичный потребитель может быть съеден вторичным потребителем, который, в свою очередь, может быть потреблен третьим потребителем. Например, пищевая цепочка может начинаться с зеленого растения в качестве производителя, которое поедается улиткой, основным потребителем. В таком случае улитка может стать добычей вторичного потребителя, такого как лягушка, а сама она может быть съедена третьим потребителем, например змеей.
Пищевые цепи очень важны для выживания большинства видов. Когда из пищевой цепи удаляется только один элемент, в некоторых случаях это может привести к исчезновению вида. Основу пищевой цепочки составляют первичные производители . Первичные продуценты, или автотрофы , используют энергию, полученную либо из солнечного света, либо из неорганических химических соединений, для создания сложных органических соединений, тогда как виды на более высоких трофических уровнях не могут и поэтому должны потреблять продуцентов или другую жизнь, которая сама потребляет производителей. Поскольку солнечный свет необходим для фотосинтеза, большая часть жизни не могла бы существовать, если бы солнце исчезло. Тем не менее, недавно было обнаружено, что есть некоторые формы жизни, хемотрофы , которые, по-видимому, получают всю свою метаболическую энергию за счет хемосинтеза, приводимого в действие гидротермальными источниками, таким образом показывая, что некоторым формам жизни может не требоваться солнечная энергия для процветания.
Разложители , которые питаются мертвыми животными, расщепляют органические соединения на простые питательные вещества, которые возвращаются в почву. Это простые питательные вещества, необходимые растениям для создания органических соединений. По оценкам, существует более 100 000 различных декомпозиционеров.
Многие пищевые сети имеют краеугольные камни . Краеугольный камень - это вид, который оказывает большое влияние на окружающую среду и может напрямую влиять на пищевую цепочку. Если этот ключевой вид вымрет, это может вывести из равновесия всю пищевую цепочку. Краеугольные виды не дают травоядным животным уничтожить всю листву в своей среде и предотвращают массовое вымирание. [3]
Пищевые цепи были впервые представлены арабским ученым и философом Аль-Джахизом в 10 веке, а затем популяризированы в книге, опубликованной в 1927 году Чарльзом Элтоном , которая также представила концепцию пищевой сети. [4] [5] [6]
Длина пищевой цепи
Длина пищевой цепи - это непрерывная переменная, обеспечивающая меру прохождения энергии и показатель экологической структуры, который увеличивается за счет связей от самого низкого до самого высокого трофического (пищевого) уровня. [7]
Пищевые цепи часто используются в экологическом моделировании (например, пищевая цепь из трех видов). Это упрощенные абстракции реальных пищевых сетей, но сложные по своей динамике и математическому содержанию. [9]
Экологи сформулировали и проверили гипотезы относительно природы экологических закономерностей, связанных с длиной пищевой цепи, например, увеличение длины с увеличением размера экосистемы , уменьшение энергии на каждом последующем уровне или предположение о нестабильности длинной пищевой цепи. [7] исследование пищевой цепи играет важную роль в экотоксикологии исследованиях, который проследить пути и биомагнификацию от загрязнителей окружающей среды . [10]
Производители , такие как растения, - это организмы, которые используют солнечную или химическую энергию для синтеза крахмала. Все пищевые цепочки должны начинаться с производителя. В глубоком море пищевые цепи, сосредоточенные на гидротермальных источниках и холодных выходах, существуют в отсутствие солнечного света. Хемосинтезирующие бактерии и археи используют сероводород и метан из гидротермальных источников и холодных выходов в качестве источника энергии (так же, как растения используют солнечный свет) для производства углеводов; они составляют основу пищевой цепи. Потребители - это организмы, которые поедают другие организмы. Все организмы в пищевой цепи, кроме первого, являются потребителями. [ необходима цитата ]
Длина пищевой цепи важна, потому что количество передаваемой энергии уменьшается с увеличением трофического уровня; обычно только десять процентов общей энергии на одном трофическом уровне передается на следующий, а остальная часть используется в метаболическом процессе . В пищевой цепи обычно не более пяти тропических уровней. [11] Люди могут получать больше энергии, возвращаясь на один уровень в цепочке и употребляя пищу раньше, например, получая больше энергии на фунт от салата, чем животное, которое ело салат. [12] [13] Однако это работает не во всех случаях. Например, люди не имеют возможности напрямую переваривать траву или питательные вещества из диких растений, но могут естественным образом получать эти питательные вещества, убивая и употребляя мясо оленей, антилоп или других травоядных животных. Пищевые цепи очень важны для выживания большинства видов. Когда из пищевой цепи удаляется только один элемент, в некоторых случаях это может привести к исчезновению вида.
Эффективность пищевой цепочки зависит от энергии, потребляемой первичными производителями. [13] Первичный потребитель получает энергию от производителя. Потребитель третичного уровня является третьим потребителем, он занимает четвертое место в пищевой цепочке. Производитель → Первичный потребитель → Вторичный потребитель → Третичный потребитель.
Смотрите также
- Гетеротроф
- Литотроф
- Экологическая пирамида
- Взаимодействие хищника и жертвы
Экологический портал
Рекомендации
- ^ Briand, F .; Коэн, Дж. Э. (1987). «Экологические корреляты длины пищевой цепи» (PDF) . Наука . 238 (4829): 956–960. Bibcode : 1987Sci ... 238..956B . DOI : 10.1126 / science.3672136 . PMID 3672136 . Архивировано из оригинального (PDF) 25 апреля 2012 года.
- ^ Почта, DM; Темп, мл; Харистис, AM (2006). «Паразиты преобладают в ссылках на пищевые сети» . Труды Национальной академии наук . 103 (30): 11211–11216. Bibcode : 2006PNAS..10311211L . DOI : 10.1073 / pnas.0604755103 . PMC 1544067 . PMID 16844774 .
- ^ «Пищевая цепочка» . www2.nau.edu . Проверено 4 мая 2019 .
- ^ Элтон, CS (1927). Экология животных . Лондон, Великобритания: Сиджвик и Джексон. ISBN 0-226-20639-4.
- ^ Аллесина, С .; Алонсо, Д .; Паскаль, М. (2008). «Общая модель структуры пищевой сети» (PDF) . Наука . 320 (5876): 658–661. Bibcode : 2008Sci ... 320..658A . DOI : 10.1126 / science.1156269 . PMID 18451301 . S2CID 11536563 . Архивировано из оригинального (PDF) 15 мая 2016 года.
- ^ Эгертон, FN (2007). «Понимание пищевых цепей и пищевых сетей, 1700-1970 гг.». Бюллетень Экологического общества Америки . 88 : 50–69. DOI : 10,1890 / 0012-9623 (2007) 88 [50: UFCAFW] 2.0.CO; 2 .
- ^ а б Вандер Занден, MJ; Шутер, Би Джей; Lester, N .; Расмуссен, Дж. Б. (1999). «Модели длины пищевой цепи в озерах: исследование стабильных изотопов» (PDF) . Американский натуралист . 154 (4): 406–416. DOI : 10.1086 / 303250 . PMID 10523487 . S2CID 4424697 .
- ^ Мартинес, Н. Д. (1991). «Артефакты или атрибуты? Влияние разрешения на пищевую сеть озера Литл-Рок» (PDF) . Экологические монографии . 61 (4): 367–392. DOI : 10.2307 / 2937047 . JSTOR 2937047 .
- ^ Почта, DM; Коннерс, Мэн; Гольдберг, Д.С. (2000). «Предпочтение добычи главным хищником и стабильность связанных пищевых цепей» (PDF) . Экология . 81 : 8–14. DOI : 10,1890 / 0012-9658 (2000) 081 [0008: PPBATP] 2.0.CO; 2 .
- ^ Odum, EP; Барретт, GW (2005). Основы экологии . Брукс / Коул . п. 598. ISBN 978-0-534-42066-6.
- ^ Уилкин, Дуглас; Брейнард, Жан (11 декабря 2015 г.). «Пищевая цепочка» . СК-12 . Проверено 6 ноября 2019 .
- ^ Рафферти, Джон П .; и другие. (Кара Роджерс, редакторы Британской энциклопедии). "Пищевая цепочка". Пищевая сеть | Определение, виды и факты . Британская энциклопедия . Проверено 25 октября 2019 .
- ^ а б Rowland, Freya E .; Брикер, Келли Дж .; Ванни, Майкл Дж .; Гонсалес, Мария Х. (13 апреля 2015 г.). «Свет и питательные вещества регулируют передачу энергии через бентосные и пелагические пищевые цепи» . Ойкос . Северный фонд Oikos. 124 (12): 1648–1663. DOI : 10.1111 / oik.02106 . ISSN 1600-0706 . Проверено 25 октября 2019 г. - через ResearchGate .