Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск



Главная / Задачи версия для печати

Трофический каскад

Петр Петров
11.04.11

Почти все экосистемы на нашей планете устроены довольно сложно. Это обстоятельство сильно затрудняет их изучение и прогнозирование их будущего. Каждая экосистема состоит из представителей разных групп организмов, то есть сообщества (это живая часть экосистемы), и населяемой этими организмами среды. Изучать работу экосистем было бы совсем трудно, если бы происходящие в них процессы были также разнообразны, как состав сообществ. К счастью, принципы работы большинства экосистем довольно похожи; можно считать, что экосистемы состоят из одних и тех же блоков, каждый из которых может быть представлен разными организмами. Связи между организмами разных блоков могут быть сложны в деталях, но принципиально они однотипны.

Организмы, входящие в состав почти любой экосистемы, образуют три больших блока: (1) продуценты (автотрофы — производители органики, то есть органических веществ; в основном это растения), (2) консументы (гетеротрофы — потребители и преобразователи органики) и (3) редуценты (гетеротрофы — разрушители органики, превращающие ее снова в неорганику). На самом деле любой гетеротрофный организм — немного редуцент, но настоящими редуцентами считают потребителей мертвой органики, превращающих большую ее часть в неорганику. Это в основном бактерии и грибы.

Линейные ряды организмов, питающихся один другим, называют пищевыми, или трофическими (от греч. trophe — «питание»), цепями. В начале таких цепей стоят продуценты, за ними — последовательность консументов, поедающих растения и других консументов (консументы 1-го, 2-го и т. д. порядков, или первичные, вторичные и т.д.). Редуценты, вместе с некоторыми консументами (поедателями мертвой органики), входят в особые пищевые цепи — цепи разложения. Трофические цепи в большинстве экосистем образуют сложное переплетение — трофическую сеть. Звенья всех трофических цепей распределены по трофическим уровням (продуценты, первичные консументы, вторичные консументы и т. д.).

Для оценки состояния и работы экосистем используют разные количественные параметры. Один из важнейших таких параметров — биомасса, то есть масса живых организмов (во всей экосистеме или в каком-то из ее компонентов). Обычно биомассу измеряют в граммах (или килограммах) сухого вещества на единицу площади (или, в водных экосистемах, на единицу объема), то есть рассчитывают удельную, а не абсолютную биомассу. Для этого стандартными методами берут пробы, извлекают из них живые организмы, высушивают их, взвешивают и пересчитывают их сухую массу на единицу площади или объема. Иногда рассчитывают не сухую, а влажную биомассу, но этот показатель намного изменчивее (например, влажная биомасса растений может уменьшаться в сухую погоду, но быстро увеличиваться после дождя).

Рис. 1. Основные трофические цепи засоленного болота на океанском берегу. Экспериментаторы изолировали участки этого болота, в которых были только растения (1); растения и растительноядные насекомые (2); растения, растительноядные насекомые и несколько видов хищников, которые питаются этими насекомыми (3) и те же плюс хищные пауки, которые питаются не только растительноядными насекомыми, но и другими хищниками этой экосистемы (4). Через несколько месяцев в пределах этих изолированных участков измерили надземную биомассу растений и сравнили полученные результаты
Рис. 1. Основные трофические цепи засоленного болота на океанском берегу. Экспериментаторы изолировали участки этого болота, в которых были только растения (1); растения и растительноядные насекомые (2); растения, растительноядные насекомые и несколько видов хищников, которые питаются этими насекомыми (3) и те же плюс хищные пауки, которые питаются не только растительноядными насекомыми, но и другими хищниками этой экосистемы (4). Через несколько месяцев в пределах этих изолированных участков измерили надземную биомассу растений и сравнили полученные результаты

Задача

На берегу океана расположено засоленное болото, в растительном покрове которого преобладают злаки рода Spartina. Этими злаками питаются равнокрылые насекомые из рода Prokelisia, которыми, в свою очередь, питаются представители одного рода хищных клопов (Tytthus) и трех родов пауков, один из которых (Hogna) охотится не только на растительноядных насекомых, но также на клопов и на других пауков.

Экспериментаторы изолировали небольшие участки этого болота с помощью пластиковых цилиндров, закрытых мелкой сеточкой. При этом в одних цилиндрах растения были, а животных не было (1), в других, кроме растений, были только растительноядные насекомые (2), в третьих были растительноядные насекомые и один вид хищников (3), а в четвертых были все основные компоненты этой экосистемы (4). Через несколько месяцев цилиндры демонтировали и измерили надземную биомассу (массу надземных органов) всех растений в пределах каждого цилиндра.

Задание. Предположите, какие результаты были получены, и отразите их на столбчатой диаграмме*.


*В столбчатой диаграмме должно быть четыре столбца, высота которых будет соответствовать среднему значению биомассы на единицу площади в цилиндрах 1-го, 2-го, 3-го и 4-го типов.

Подсказка

Решение

Послесловие

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия