Презентация по биологии: "Цепи питания"

ГАПОУ СО «Калининский техникум агробизнеса»

Тема урока:

Пищевые связи. Круговорот веществ и превращение энергии в экосистемах.

Цель урока: СФОРМИРОВАТЬ ЗНАНИЯ О ЦЕПЯХ И СЕТЯХ ПИТАНИЯ, О ПРАВИЛЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПИРАМИДЫ, НАУЧИТЬСЯ СОСТАВЛЯТЬ СХЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ.

В сообществе живые организмы тесным образом связаны не только между собой, но и с неживой природой. Связь эта выражается через поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы из окружающей среды. Пища содержит энергию, которая необходима для жизнедеятельности организма. Наибольшее значение в природе имеют пищевые связи, благодаря которым осуществляется непрерывный вещественно-энергетический обмен между живым и неживым веществом природы. Для любого сообщества можно составить схему всех пищевых взаимосвязей организмов. Эта схема имеет вид сети (её переплетения бывают очень сложными) и носит название пищевая (трофическая) сеть.

Пищевая сеть обычно состоит из нескольких пищевых (трофических) цепей, каждая из которых является как бы отдельным каналом, по которому передаются вещество и энергия.

ТРОФИЧЕСКАЯ (ПИЩЕВАЯ СЕТЬ) - это……

В каждой цепи осуществляется однонаправленный поток вещества и энергии от одной группы организмов к другой (на рисунке стрелками изображены потоки вещества в пищевой сети).

Цепи питания:

- пастбищные или консументные цепи (или цепи выедания) - начинаются с живого органического вещества (обычно с зелёных растений). Пастбищные цепи питания преобладают в травянистых, водных экосистемах .

Пример: Пастбищная пищевая цепь: живое растение — растительноядное насекомое — хищное насекомое — насекомоядная птица — хищная птица.

- детритные или редуцентные цепи (или цепи разложения) - начинаются с мёртвого органического вещества детрита (отмершие остатки растений, трупы и экскременты животных). Детритные цепи преобладают в лесных экосистемах.

Пример: Детритная пищевая цепь: опавшие листья (детрит) — почвенные бактерии, черви, грибы (детритофаги) — почвенные насекомые и клещи — хищные насекомые и насекомоядные животные.

Разные виды занимают в пищевой цепи разное положение, создавая трофическую структуру сообществ. Последовательно питаясь друг другом, живые организмы образуют звенья цепи питания, называемые трофическими уровнями .

Трофический уровень — совокупность организмов, получающих преобразованную в пищу энергию Солнца через одинаковое число посредников пищевой цепи.

В пастбищных цепях питания выделяют следующие трофические уровни:

  1-й трофический уровень образуют  продуценты (зелёные растения)  — производители биологического вещества — автотрофы.

Автотрофы  способны фиксировать световую энергию и использовать в питании простые неорганические вещества. Практически все организмы прямо или косвенно зависят от снабжения веществом и энергией, запасёнными растениями.

Все остальные организмы относятся к гетеротрофам, питающимся готовыми органическими веществами. Гетеротрофы разлагают, перестраивают и усваивают сложные органические вещества, созданные первичными продуцентами. Все животные и многие микроорганизмы — гетеротрофы.

В свою очередь, гетеротрофные организмы подразделяются на потребителей (консументов) и разлагателей или деструкторов (редуцентов).

Консументы (потребители) — это, главным образом, животные, питающиеся другими организмами (растительными или животными) или измельчёнными органическими веществами.

2-й трофический уровень образуют консументы I порядка или первичные консументы (растительноядные животные, которые питаются продуцентами).

3-й трофический уровень образуют консументы, которые поедают растительноядных животных I порядка, называются консументами II порядка или вторичные консументы или первичные хищники (плотоядные животные-хищники).

4-й трофический уровень образуют консументы III порядка или третичные консументы, или вторичные хищники (хищники, питающиеся вторичными консументами) и т.д.

Поскольку многие животные всеядны и питаются как растениями, так и животными, их невозможно отнести к какому-либо одному уровню. В этих случаях считается, что такие организмы представляют сразу несколько трофических уровней, а их участие в каждом из уровней пропорционально составу их диеты.

В конце пищевой цепи находятся  редуценты, которые превращают отмершее органическое вещество в неорганические соединени я.

Редуценты представлены в основном грибами и бактериями, а также муравьями, термитами , некоторыми насекомыми, птицами и млекопитающими, разлагающими сложные составные компоненты мёртвой цитоплазмы, доводя их до простых органических соединений, которые в последующем могут быть использованы продуцентами .

Солнце — практически единственный источник всей энергии на Земле. Однако не вся энергия солнечного излучения может усваиваться и использоваться организмами. Большая часть солнечной энергии теряется в виде тепла.

При перемещении энергии по пищевой цепи с одного уровня на другой скорость её потока резко снижается.

Причины снижения количества энергии при переходе с одного

трофического уровня на другой:

• Часть заключённой в пище энергии теряется в процессе биохимической трансформации пищи.
• Часть энергии вообще не усваивается и выводится из организма с экскрементами, а затем разлагается деструкторами.
• Не все организмы данного трофического уровня будут съедены потенциальными хищниками и, следовательно, не вся энергия, запасённая в их тканях, перейдёт на следующий трофический уровень.
• Часть энергии теряется в виде тепла в процессе дыхания.
• Много энергии, полученной с пищей, тратится на работу, которую выполняет животное, перемещаясь, охотясь, строя гнездо или производя иные действия, в результате чего выделяется тепло.

Потери энергии при переходе с одного трофического уровня на другой (более высокий) определяют количество этих уровней и соотношение численности хищников и жертв. Подсчитано, что на любой трофический уровень поступает лишь около 10% (или чуть более) энергии предыдущего уровня. Эта закономерность известна как правило 10 %.

Правило 10 % (правило Р. Линдемана): на каждый следующий, более высокий трофический уровень переходит в среднем около 10 % энергии предыдущего, 90 % — теряется. В связи с высокой потерей энергии, число трофических уровней в сообществе редко превышает три-четыре.

Графически это можно изобразить в виде пирамиды энергии.

Пирамида энергии — соотношение между количеством энергии, заключенной в каждом из трофических уровней.

Пирамида чисел — отображает число особей на каждом из трофических уровней данной экосистемы, но не скорость самовозобновления (оборота) организмов.

Пирамида биомасс - показывает соотношение биомасс организмов разных трофических уровней, изображенных графически таким образом, что длина или площадь прямоугольника, соответствующего определённому трофическому уровню, пропорциональна его биомассе. Правило экологической пирамиды биомасс отражает закономерность, согласно которой в любой экосистеме биомасса каждого следующего звена в 10 раз меньше предыдущего.

В любой трофической цепи не вся пища используется на рост особи, т.е. на формирование биомассы (часть её расходуется на удовлетворение энергетических затрат организмов: дыхание, движение, размножение, поддержание температуры тела и т.д.). Следовательно, в каждом последующем звене пищевой цепи происходит уменьшение биомассы.

Пирамиде энергии- соотношение между количеством энергии, заключенной в каждом из трофических уровней.

Экологические пирамиды — это графические модели, отражающие число особей ( пирамида чисел), количество их биомассы ( пирамида биомасс) или заключённой в них энергии ( пирамида энергии) на каждом трофическом уровне и указывающие на понижение всех показателей с повышением трофического уровня .

Принцип построения экологических пирамид

1.Основание пирамиды образуют продуценты (растения).

2.Над ними располагаются консументы первого порядка (травоядные).

3.Следующий уровень представляют консументы второго порядка (хищники).

4.И так далее до вершины пирамиды, которую занимают наиболее крупные хищники.

Высота пирамиды обычно соответствует длине пищевой цепи .

Перевёрнутые пирамиды

Если скорость размножения популяции жертвы высока, то даже при низкой биомассе такая популяция может быть достаточным источником пищи для хищников, имеющих более высокую биомассу, но низкую скорость размножения.

По этой причине пирамиды численности могут быть перевернутыми, т.е. плотность организмов в данный конкретный момент времени на низком трофическом уровне может быть ниже, чем плотность организмов на высоком уровне.

Например, на одном дереве может жить и кормиться множество насекомых (перевернутая пирамида численности).

Перевернутая пирамида биомасс свойственна морским экосистемам, где первичные продуценты (фитопланктонные водоросли) очень быстро делятся (имеют большой репродуктивный потенциал и быструю смену поколений). В океане за год может смениться до 50 поколений фитопланктона. Потребители фитопланктона гораздо крупнее, но размножаются значительно медленнее. За то время, пока хищные рыбы (а тем более моржи и киты) накопят свою биомассу, сменится множество поколений фитопланктона, суммарная биомасса которых намного больше.

ПРИРОДНЫЕ СООБЩЕСТВА МОГУТ КОРЕННЫМ ОБРАЗОМ РАЗЛИЧАТЬСЯ ПО СОСТАВУ ОРГАНИЗМОВ, ОДНАКО ПО ТРОФИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ ОНИ СХОДНЫ: В НИХ ПРИСУТСТВУЮТ ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ — ПРОДУЦЕНТЫ (АВТОТРОФЫ), КОНСУМЕНТЫ РАЗЛИЧНЫХ ПОРЯДКОВ И РЕДУЦЕНТЫ (ГЕТЕРОТРОФЫ)

В представленном на рисунке биоценозе консументом 3 порядка является 

• бактерии
• дуб
• личинка жука-оленя
• синица
• ястреб

Запиши цепь питания из предложенных ниже организмов:

—

—

—

----

Отметь, кто из них занимает 1 трофический уровень?

окунь

головастик

водоросли

человек

Запиши цепь питания из предложенных ниже организмов:

—

—

—

----

Отметь, кто из них занимает 1 трофический уровень?

окунь

головастик

водоросли

человек

Внимательно изучи рисунок и составь 2 пищевые цепи, одна из которых начинается в воде, другая — на суше

Зелёные растения

1. Фитопланктон — —  — —

   зоопланктон, хищная рыба,  планктоноядная рыба, выдра, стрекоза, зеленые растения

2. Зелёные растения (осока) — — —  

Выдра, зоопланктон, хищная рыба, растительноядные насекомые, лягушка , стрекоза,   зеленые растения

В построенных цепях зоопланктон — это консументы - ? - порядка, которые занимают ( впиши только число )  трофический уровень

Назовите организмы, которые должны быть на пропущенном месте следующих пищевых цепей. Запишите эти цепи.