Ц І К А В О

Як розподіляються ролі всіх компонентів екосистеми? Може скластися враження, що рослини повністю незалежні від тварин, бактерій та грибів. Однак, це не так. Якщо б на нашій планеті існували лише фотосинтезуючі організми, то невдовзі всі мінеральні речовини були б перетворені в органічні. Тоді б ріст та розвиток рослин припинився зовсім. Цього не відбувається тому, що існує ціла група організмів, що живляться відмерлими рослинними та тваринними організмами. Вони розкладають органічні речовини до мінеральних, видобуваючи необхідні для своєї життєдіяльності речовини та енергію.

 

Якщо б екосистеми включали організми у вигляді лише продуцентів та редуцентів, то вони могли б існувати необмежено довго. Але становище ускладнюється наявністю ще однієї великої групи організмів, які використовують в їжу велику кількість органічної речовини. Це тваринні організми або консументи. Розрізнюють рослиноїдних ( первинні консументи ), м`ясоїдних (вторинні консументи абохижаки) та всеїдних тварин. Частина тварин та рослин перейшла до паразитичного способу життя і їх об`єднують в групу паразитів.

Всі компоненти екосистеми знаходяться в певному взаємозв`язку. Такий взаємозв`язок будується на харчових взаємостосунках. Таким чином, всі “ролі” розподіляються в залежності від джерела їжі та її загальної кількості, що отримують організми. За джерелами їжі всі організми поділяють на автотрофів і гетеротрофів.

Автотрофи – фотосинтезуючі організми, що використовують енергію сонця для створення власних органічних речовин. Гетеротрофи не можуть цього робити і тому живляться органічними речовинами, що виробляються автотрофами. Серед самих гетеротрофів їжа розподіляється нерівномірно. Найбільша кількість її припадає на рослиноїдні тварини, а ці служать їжею для хижаків, хижаки невеликих розмірів стають жертвою більш крупних хижаків. Тварини, що загинули або не потрапили до пазурів хижаків, врешті решт стають “здобиччю” редуцентів - бактерій, грибів, червів, комах та інших. Таким чином, всі живі компоненти екосистеми утворюють відповідний харчовий ланцюг (рис. 2.6).

Ланцюги живлення. Вираз “ланцюги живлення” був запропонований Ч.Елтоном і означає сукупність живих організмів, кожен з яких є їжею для наступного. Трофічні (грец. trophe – їжа) ланцюги[10], що починаються з фотосинтезуючих організмів, називають ланцюгами виїдання або пасовищними трофічними ланцюгами (трава – миша – сова – яструб – пухоїд). Ланцюги, які беруть початок з відмерлих решток рослин, трупів і екскрементів тварин, називають лапцюгами розкладання, або детритними ланцюгами (перегній – жук-гнойовик – ворона – яструб – пухоїд). До кожного трофічного ланцюга входить як правило 4-5 видів організмів з однаковим або різним типом живлення. В окремих екосистемах (наприклад, в агроекосистемах) трофічні ланцюги можуть бути вкорочені, а у водних екосистемах вони, як правило, довші, ніж на суші.

Ланцюги живлення (трофічні ланцюги) можуть розгалужуватися, якщо один з його учасників може живитися кількома видами їжі, утворюючи трофічні мережі:

Коник Жаба Гадюка

Трава

Ховрах Сова Яструб Пухоїд

В природі вони трапляються частіше, ніж трофічні ланцюги, що забезпечує більшу стійкість екосистем у разі зміни абіотичних умов середовища.

Трофічний рівень – це сукупність організмів, які дістають перетворену на їжу енергію Сонця і енергію хімічних реакцій (від автотрофів) через однакову кількість посередників трофічного ланцюга:

• перший рівень (без посередників) – продуценти;

• другий – первинні консументи (травоїдні організми);

• третій – вторинні консументи (хижаки) і паразити первинних консументів;

• четвертий – вторинні хижаки і паразити вторинних консументів;

• п'ятий – паразити вторинних хижаків;

• шостий – над паразити високих порядків.

Редуценти можуть входити у всі трофічні рівні, починаючи з другого, вони безпо­середньо розкладають тіла продуцентів.

 

Рис. 2.6. Приклад пасовищного трофічного ланцюга наземної екосистеми

 

Екологічні піраміди. Кількість ланок ланцюга живлення в екосистемі, як правило, не перевищує 4–6 і обмежується ефективністю використання і перетворення енергії в процесі живлення. Згідно з правилом екологічної піраміди кожний наступний трофічний рівень здатний засвоїти лише 5-15% енергії біомаси попереднього, а загальна біомаса кожної наступної ланки в ланцюзі живлення зменшується приблизно в 10 раз (рис. 2.7).

Відповідно до того, що саме характеризують піраміди, вони поділяються на три типи:

• піраміда чисел, що відображає чисельність окремих організмів (хлопчик – 1, телята – 5, люцерна 20 млн. рослин);

• піраміда біомас характеризує суху масу чи енергетичну цінність (хлопчик – 48 кг, телята – 1035 кг, люцерна – 8211 кг);

• піраміда енергії показує кількість енергії в їжі кожного трофічному рівня (хлопчик – 8, 3*10³ ккал, телята – 1, 19*10⁶ ккал, люцерна – 1, 49*10⁶ ккал).

Екологічні піраміди ілюструють кількісні відносини в таких частинах екосистеми, як жертва-хижак або хазяїн-паразит, а також кумулятивні ефекти пестицидів, токсичних речовин, радіонуклідів тощо.

 

1

а) б) в)

Рис. 2.7. Екологічні піраміди (за Ю.Одумом):

1 - хижаки, 2 – фітофаги, 3 - продуценти (а) чисельність організмів на кожному рівні; б) співвідношення біомаси і в) зв’язаної енергії[11]

 

Будь-які структурні особливості екосистем є результатом їхнього розвитку. Окре­мим випадком еволюції екосистем є сукцесії.

Сукцесія – це послідовна зміна екосистем на одній і тій же території під впливом природних факторів або діяльності людини. Наприклад, ого­лення ґрунту після зсуву, свіжі річкові наноси та ін. Угрупування живих організмів, які перши­ми опиняються в таких місцях, називаються піонерними. У міру розвитку будь-якого піонерного угрупування, воно рано чи пізно досягає стійкої рівноваги, коли угруповання не може замінюватися іншим угрупованням. Такі угрупування називаються клімаксними.

Повний набір угрупувань живих організмів у часовій послідовності їхніх замін від піонерного до клімаксного складає сукцесійний ряд.

Таким чином, різноманіття видів формує сукцесію та її напрямок, забезпечує наповненість реального простору життям.