L'énergie du soleil joue un rôle énorme dans la reproduction de la vie. La quantité de cette énergie est très importante (environ 55 kcal pour 1 cm 2 par an). De cette quantité, les producteurs - plantes vertes - ne fixent pas plus de 1 à 2% de l'énergie résultant de la photosynthèse, et les déserts et l'océan - centièmes de pour cent.
Le nombre de maillons de la chaîne alimentaire peut être différent, mais il y en a généralement 3 à 4 (moins souvent 5). Le fait est que si peu d'énergie entre dans le dernier maillon de la chaîne alimentaire, elle ne sera pas suffisante en cas d'augmentation du nombre d'organismes.
Figure: 1. Chaînes alimentaires dans l'écosystème terrestre
Un ensemble d'organismes unis par un type d'aliment et occupant une certaine position dans la chaîne alimentaire est appelé niveau trophique. Les organismes qui reçoivent leur énergie du Soleil par le même nombre d'étapes appartiennent à un niveau trophique.
La chaîne alimentaire la plus simple (ou chaîne alimentaire) peut être constituée de phytoplancton, suivi des plus gros crustacés planctoniques herbivores (zooplancton), et la chaîne se termine par une baleine (ou de petits prédateurs) qui filtrent ces crustacés hors de l'eau.
La nature est complexe. Tous ses éléments, vivants et inanimés, sont un tout, un complexe de phénomènes et d'êtres mutuellement adaptés, en interaction et interconnectés. Ce sont les maillons de la même chaîne. Et si vous supprimez au moins un de ces liens de la chaîne globale, les résultats peuvent être inattendus.
Surtout négativement, la rupture des chaînes alimentaires peut affecter les forêts - qu'il s'agisse des biocénoses forestières de la zone tempérée ou des biocénoses de la forêt tropicale riche en espèces. De nombreuses espèces d'arbres, d'arbustes ou de plantes herbacées utilisent les services d'un pollinisateur particulier - abeilles, guêpes, papillons ou colibris - qui vivent dans l'aire de répartition de cette espèce végétale. Dès que le dernier arbre en fleurs ou plante herbacée meurt, le pollinisateur sera contraint de quitter cet habitat. En conséquence, les phytophages (herbivores) se nourrissant de ces plantes ou fruits de l'arbre mourront. Les prédateurs chassant les phytophages resteront sans nourriture, puis les changements affecteront systématiquement le reste de la chaîne alimentaire. En conséquence, ils affecteront la personne, car elle a sa propre place définie dans la chaîne alimentaire.
Les chaînes alimentaires peuvent être divisées en deux types principaux: pâturage et détritique. Les valeurs nutritionnelles qui commencent par les organismes photosynthétiques autotrophes sont appelées pâturage, ou chaînes de pâturage. Les plantes vertes se situent au sommet de la chaîne des pâturages. Les phytophages sont généralement situés au deuxième niveau de la chaîne de pâturage, c.-à-d. les animaux qui se nourrissent de plantes. Un exemple de chaîne alimentaire de pâturage est la relation entre les organismes dans une prairie de plaine inondable. Une telle chaîne commence par une plante à fleurs de prairie. Le lien suivant est un papillon qui se nourrit du nectar d'une fleur. Puis vient l'habitant des habitats humides - la grenouille. Sa coloration protectrice lui permet d'attendre sa proie, mais ne la sauve pas d'un autre prédateur - le serpent commun. Le héron, ayant attrapé le serpent, ferme la chaîne alimentaire dans la prairie de la plaine inondable.
Si la chaîne alimentaire commence par des résidus végétaux morts, des carcasses et des excréments d'animaux - détritus, on l'appelle détritique, ou chaîne de décomposition. Le terme «détritus» désigne un produit de désintégration. Il est emprunté à la géologie, où détritus est le nom des produits de la destruction des roches. En écologie, les détritus sont de la matière organique impliquée dans le processus de décomposition. Ces chaînes sont typiques des communautés situées au fond des lacs et des océans profonds, où de nombreux organismes se nourrissent de la sédimentation de détritus formés par des organismes morts des couches supérieures éclairées du réservoir.
Dans les biocénoses forestières, la chaîne détritique commence par la décomposition de la matière organique morte par les saprophages animaux. Les invertébrés du sol (arthropodes, vers) et les microorganismes participent le plus activement à la décomposition de la matière organique. Il existe également de grands saprophages - des insectes qui préparent un substrat pour les organismes qui effectuent des processus de minéralisation (pour les bactéries et les champignons).
Contrairement à la chaîne de pâturage, la taille des organismes n'augmente pas lorsqu'ils se déplacent le long de la chaîne détritique, mais au contraire diminue. Ainsi, les insectes fossoyeurs peuvent se tenir au deuxième niveau. Mais les représentants les plus typiques de la chaîne détritique sont les champignons et les micro-organismes qui se nourrissent de matière morte et achèvent la décomposition des substances bioorganiques à l'état des substances minérales et organiques les plus simples, qui sont ensuite consommées sous forme dissoute par les racines des plantes vertes au sommet de la chaîne des pâturages, commençant ainsi un nouveau cercle de mouvement de la matière.
Dans certains écosystèmes, les chaînes de pâturage prévalent, dans d'autres, les chaînes détritiques. Par exemple, une forêt est considérée comme un écosystème détritique dominé par une chaîne. Dans l'écosystème d'une souche en décomposition, il n'y a pas du tout de chaîne de pâturage. Dans le même temps, par exemple, dans les écosystèmes de la surface de la mer, presque tous les producteurs représentés par le phytoplancton sont consommés par les animaux, et leurs cadavres coulent au fond, c'est-à-dire quittent l'écosystème publié. Ces écosystèmes sont dominés par les chaînes alimentaires de pâturage ou les chaînes de pâturage.
Règle généraleconcernant tout la chaîne alimentaire, états: à chaque niveau trophique de la communauté, la majeure partie de l'énergie absorbée par la nourriture est consacrée au maintien de l'activité vitale, dissipée et ne peut plus être utilisée par d'autres organismes. Ainsi, la nourriture consommée à chaque niveau trophique n'est pas complètement assimilée. Une partie importante de celui-ci est consacrée au métabolisme. Avec la transition vers chaque maillon suivant de la chaîne alimentaire, la quantité totale d'énergie utilisable transférée au niveau trophique supérieur suivant diminue.
Nourriture ou chaîne trophique fait référence à la relation entre différents groupes d'organismes (plantes, champignons, animaux et microbes), dans lesquels l'énergie est transportée à la suite de la consommation de certains individus par d'autres. Le transfert d'énergie est la base du fonctionnement normal d'un écosystème. Ces concepts vous sont sûrement familiers dès la 9e année de l'école du cours de biologie générale.
Les individus du maillon suivant mangent les organismes du maillon précédent, et c'est ainsi que la matière et l'énergie sont transportées le long de la chaîne. Cette séquence de processus sous-tend le cycle vivant des substances dans la nature. Il vaut la peine de dire qu'une grande partie de l'énergie potentielle (environ 85%) est perdue lors du transfert d'une liaison à une autre, elle se dissipe, c'est-à-dire se dissipe sous forme de chaleur. Ce facteur est limitant par rapport à la longueur des chaînes alimentaires, qui dans la nature ont généralement 4-5 maillons.
Types de relations alimentaires
Au sein des écosystèmes, la matière organique est produite par des autotrophes (producteurs). Les plantes, à leur tour, sont mangées par des animaux herbivores (consommateurs de premier ordre), qui sont ensuite mangées par des animaux prédateurs (consommateurs de second ordre). Cette chaîne alimentaire à 3 maillons est un exemple de chaîne alimentaire correcte.
Distinguer:
Chaînes de pâturage
Les chaînes trophiques commencent par des auto- ou chimiotrophes (producteurs) et comprennent des hétérotrophes sous la forme de consommateurs de divers ordres. Ces réseaux trophiques sont répandus dans les écosystèmes terrestres et marins. Ils peuvent être dessinés et élaborés sous forme de schéma:
Producteurs -\u003e Je commande des consommables -\u003e Je commande des consommables -\u003e III commande des consommables.
Un exemple typique est la chaîne alimentaire d'une prairie (il peut s'agir à la fois d'une zone forestière et d'un désert, dans ce cas, seules les espèces biologiques des différents acteurs de la chaîne alimentaire et la ramification du réseau d'interactions alimentaires différeront).
Ainsi, avec l'aide de l'énergie du soleil, une fleur produit des nutriments pour elle-même, c'est-à-dire qu'elle est productrice et le premier maillon de la chaîne. Un papillon qui se nourrit du nectar de cette fleur est un consommateur du premier ordre et du deuxième maillon. La grenouille, qui vit également dans la prairie et est un animal insectivore, mange un papillon - le troisième maillon de la chaîne, consommateur du deuxième ordre. Une grenouille est déjà avalée - le quatrième maillon et consommateur de l'ordre III, un faucon la mange - consommateur de l'ordre IV et le cinquième, en règle générale, dernier maillon de la chaîne alimentaire. Une personne peut également être présente dans cette chaîne dans le rôle d'un consommateur.
Dans les eaux de l'océan mondial, les autotrophes, représentés par des algues unicellulaires, ne peuvent exister que tant que la lumière du soleil est capable de pénétrer à travers la colonne d'eau. Il a une profondeur de 150 à 200 mètres. Les hétérotrophes peuvent également vivre dans des couches plus profondes, remontant la nuit à la surface pour se nourrir d'algues, et le matin, ils retournent à leur profondeur habituelle, tout en effectuant des migrations verticales jusqu'à 1 kilomètre par jour. A leur tour, les hétérotrophes, qui sont des consommateurs de commandes ultérieures, vivant encore plus profondément, s'élèvent le matin au niveau d'habitation des consommateurs du 1er ordre pour s'en nourrir.
Ainsi, nous voyons que dans les plans d'eau profonds, en règle générale, les mers et les océans, il existe une «échelle alimentaire». Sa signification réside dans le fait que les substances organiques créées par les algues dans les couches superficielles de la terre sont transportées le long de la chaîne alimentaire jusqu'au fond. Compte tenu de ce fait, l'opinion de certains écologistes selon laquelle l'ensemble du réservoir peut être considéré comme une seule biogéocénose peut être considérée comme justifiée.
Relations trophiques détritiques
Pour comprendre ce qu'est une chaîne alimentaire détritique, vous devez commencer par le concept de détritus lui-même. Detritus est une collection de restes de plantes mortes, de cadavres et de produits finaux du métabolisme animal.
Les chaînes détritiques sont typiques des communautés d'eaux intérieures, du fond des lacs de grande profondeur et des océans, dont beaucoup se nourrissent de détritus formés par les restes d'organismes morts des couches supérieures ou qui sont accidentellement pénétrés dans le plan d'eau à partir de systèmes écologiques terrestres, sous la forme, par exemple , feuilles mortes.
Les systèmes écologiques de fond des océans et des mers, où il n'y a pas de producteurs en raison du manque de lumière solaire, ne peuvent exister du tout qu'en raison des détritus, dont la masse totale dans l'océan mondial au cours d'une année civile peut atteindre des centaines de millions de tonnes.
Les chaînes détritiques sont également courantes dans les forêts, où une grande partie de l'augmentation annuelle de la biomasse des producteurs ne peut pas être absorbée directement par le premier maillon des consommateurs. Par conséquent, il meurt, formant une litière qui, à son tour, est décomposée par les saprotrophes, puis minéralisée par des décomposeurs. Les champignons jouent un rôle important dans la formation de détritus dans les communautés forestières.
Les hétérotrophes qui se nourrissent directement de détritus sont des nourrisseurs de détritus. Dans les systèmes écologiques terrestres, les détritophages comprennent certaines espèces d'arthropodes, en particulier les insectes, et les annélides. Les gros mangeurs de détritus chez les oiseaux (vautours, corbeaux) et les mammifères (hyènes) sont communément appelés charognards.
Dans les systèmes écologiques des eaux, la majorité des détritivores sont des insectes aquatiques et leurs larves, ainsi que certains représentants de crustacés. Les mangeoires de détritus peuvent servir de nourriture à de plus gros hétérotrophes, qui, à leur tour, peuvent également devenir de la nourriture pour les consommateurs d'ordre supérieur à l'avenir.
Les maillons de la chaîne alimentaire sont également appelés niveaux trophiques. Par définition, il s'agit d'un groupe d'organismes qui occupe une place spécifique dans la chaîne alimentaire et représente pour chacun des niveaux suivants une source d'énergie - la nourriture.
Organismes Je niveau trophique dans les pâturages, les chaînes alimentaires sont des producteurs primaires, des autotrophes, c'est-à-dire des plantes et des chimiotrophes - bactéries qui utilisent l'énergie des réactions chimiques pour synthétiser des substances organiques. Dans les systèmes détritiques, les autotrophes sont absents et le niveau trophique I de la chaîne trophique détritique forme lui-même des détritus.
Dernier, Niveau trophique V représentés par des organismes qui consomment de la matière organique morte et des déchets Ces organismes sont appelés destructeurs ou décomposeurs. Les réducteurs sont principalement représentés par les invertébrés, qui sont des nécro-, sapro- et coprophages, utilisant les résidus, les déchets et la matière organique morte pour l'alimentation. Ce groupe comprend également les plantes saprophages qui décomposent la litière de feuilles.
Le niveau de destruction comprend également des micro-organismes hétérotrophes capables de convertir des substances organiques en substances inorganiques (minérales), formant les produits finaux - le dioxyde de carbone et l'eau, qui retournent dans le système écologique et réintègrent le cycle naturel des substances.
Importance des interactions alimentaires
Sujet de la leçon: «Qui mange quoi? Chaînes alimentaires ".
Type de cours:apprendre du nouveau matériel.
Manuel: "Le monde qui nous entoure, 3e année, partie 1" (auteur A.A. Pleshakov)
Buts et objectifs de la leçon
Objectif:résumer les connaissances des élèves sur la diversité du monde animal, sur les groupes d'animaux par type d'aliments, sur les chaînes alimentaires, sur la reproduction et les stades de développement, l'adaptabilité à la protection contre les ennemis et la protection des animaux.
Tâches:
1. Contribuer à l'enrichissement et au développement des idées subjectives sur la vie des animaux.
2. Promouvoir la formation de la capacité des enfants à composer, «lire» des diagrammes, à modéliser les connexions écologiques.
3. Contribuer au développement des compétences et des capacités de travail indépendant et en groupe.
4. Créer les conditions pour le développement de la pensée logique;
5. Favoriser un sens de responsabilité pour tous les êtres vivants qui nous entourent, un sentiment d'amour pour la nature.
Matériel de cours
Un ordinateur.
Feuilles avec tâches, cartes avec énigmes.
Projecteur multimédia.
Manuel: A.A. Pleshakov Le monde autour de nous. - M., Éducation, 2007.
Planche
Pendant les cours.
1 .Organiser le temps.
2. Communication du sujet de la leçon et énoncé du problème.
(Pièce jointe diapositive 1)
Les gars, regardez attentivement la diapositive. Pensez à la manière dont ces représentants de la faune sont liés les uns aux autres. Qui déterminera le sujet de notre leçon sur la base de cette diapositive?
(Nous parlerons de qui mange comment.)
Correctement! Si vous regardez attentivement la diapositive, vous pouvez voir que tous les objets sont reliés par des flèches dans une chaîne en fonction de la façon dont ils sont alimentés. En écologie, ces chaînes sont appelées chaînes écologiques, ou chaînes alimentaires. D'où le thème de notre leçon «Qui mange quoi? Chaînes de puissance ».
3. Mise à jour des connaissances.
Pour tracer différentes chaînes alimentaires, pour essayer de les composer nous-mêmes, il faut se souvenir et qui mange comment. Commençons par les plantes. Quelle est la particularité de leur alimentation? Dites-nous en fonction du tableau.
(Diapositive 3 de l'annexe)
(Les plantes tirent le dioxyde de carbone de l'air. Les racines du sol absorbent l'eau et les sels dissous. Sous l'influence de la lumière du soleil, les plantes transforment le dioxyde de carbone, l'eau et les sels en sucre et en amidon. Leur particularité est de cuire leur propre nourriture.)
Souvenons-nous maintenant dans quels groupes les animaux sont divisés en fonction de leur mode d'alimentation et de leurs différences les uns des autres.
(Les herbivores se nourrissent de nourriture végétale. Les insectivores mangent des insectes. Les carnivores se nourrissent de la chair d'autres animaux, ils sont donc également appelés carnivores. Les omnivores mangent des aliments végétaux et animaux.)
(Diapositive annexe 4)
4. Découverte de nouvelles connaissances .
Les chaînes nutritionnelles sont des connexions nutritionnelles de tous les êtres vivants. Il y a beaucoup de chaînes alimentaires dans la nature. Dans la forêt ils sont seuls, complètement différents dans la prairie et dans le réservoir, le troisième dans le champ et dans le jardin. Je vous invite à agir en tant que scientifiques de l'environnement et à vous engager dans des activités exploratoires. Tous les groupes se rendront à différents endroits. Voici les itinéraires des scientifiques de l'environnement.
(Diapositive annexe 5)
Là où vous devez travailler, le tirage au sort décidera.
J'invite une personne de chaque groupe et ils sortent une carte avec le nom du lieu. Les mêmes enfants reçoivent des feuilles avec des flèches et 4 cartes représentant chacune des plantes et des animaux.
Maintenant, écoutez le devoir. Chaque groupe, utilisant des cartes, doit réaliser un circuit de puissance. Les cartes sont attachées à la feuille avec des flèches avec des trombones. Déterminez tout de suite qui présentera votre chaîne à la classe. Considérez si vous avez besoin de toutes les cartes.
Au signal, les gars commencent à travailler en groupe. Ceux qui ont terminé tôt se voient proposer des énigmes.
(Annexe diapositive 6)
Toutes les chaînes finies sont accrochées sur la planche.
Un pin pousse dans la forêt. Un scolyte vit sous l'écorce d'un pin et le mange. À son tour, le scolyte est la nourriture des pics. Nous avions une photo supplémentaire - une chèvre. C'est un animal de compagnie et ne fait pas partie de cette chaîne alimentaire.
Vérifions le travail des gars.
(Annexe diapositive 7)
D'autres groupes expliquent leurs chaînes de la même manière.
2) Champ: seigle - souris - serpent (extra - poisson).
(Diapositive 8 de l'annexe)
3) Potager: chou - limaces - crapaud (extra - ours).
(Diapositive annexe 9)
4) Jardin: pommier - puceron du pommier - coccinelle (extra - renard).
(Diapositive 10 de l'annexe)
5) Réservoir: algues - carpes crucian - brochet (extra - lièvre).
(Annexe, diapositive 11)
Toutes les chaînes sont sur notre plateau. Voyons en quoi ils consistent. Qu'y a-t-il sur chaque table? Qu'est-ce qui vient en premier? Sur le second? Au troisieme ?
(Plante. Animal herbivore. Animal carnivore, insectivore ou omnivore.)
5. Consolidation primaire des connaissances.
1. Travaillez selon le manuel, pages 96-97.
Maintenant les gars, jetons un coup d'œil à l'article du tutoriel et vérifions-nous. Les enfants ouvrent le manuel p. 96–97 et lisez en silence l'article «Chaînes électriques».
- Quels circuits de puissance sont donnés dans le manuel?
Aspen - lièvre - loup.
Chênes - souris des bois - hiboux.
Dans quel ordre sont les maillons de la chaîne d'alimentation?
Je lie - les plantes;
Lien II - animaux herbivores;
III lien - autres animaux.
(Annexe diapositive 12)
2) Répétition des règles de conduite en forêt.
Nous voici dans la forêt. Écoutez les bruits de la forêt, voyez la diversité de ses habitants. Savez-vous comment vous comporter en forêt?
1. Ne cassez pas les branches des arbres et des buissons.
2. Ne cueillez pas et ne piétinez pas les fleurs et les plantes médicinales.
3. N'attrapez pas les papillons, les libellules et autres insectes.
4. Ne détruisez pas les grenouilles, les crapauds.
5. Ne touchez pas les nids d'oiseaux.
6. Ne ramenez pas d'animaux de la forêt à la maison.
La diapositive 6 (annexe) s'ouvre avec des images d'un hibou, de souris et de glands. Les élèves forment une chaîne alimentaire en images animées.
Qui est le plus gros dans cette chaîne alimentaire?
Le hibou est le plus gros et la souris est plus grosse que le gland.
Si nous avions une balance magique et pesions tous les hiboux, souris et glands, il s'avérerait que les glands sont plus lourds que les souris et que les souris sont plus lourdes que les hiboux. Pourquoi pensez-vous?
Parce qu'il y a très, très de glands dans la forêt, il y a beaucoup de souris, mais peu de hiboux.
Et ce n'est pas une coïncidence. Après tout, un hibou a besoin de plusieurs souris pour se nourrir, et une souris a besoin de plusieurs glands. Il s'agit d'une pyramide écologique.
Conclusion générale :
Dans la nature, tout et tout est interconnecté. Les réseaux trophiques s'entrelacent et forment un réseau trophique. Les plantes et les animaux forment des pyramides écologiques. À la base, il y a des plantes et au sommet, des animaux prédateurs.
6 .Une connaissance du concept de "réseau d'alimentation"
Les chaînes alimentaires dans la nature ne sont pas aussi simples que dans notre exemple. Le lièvre peut également être mangé par d'autres animaux. Quel genre? (renard, lynx, loup)
Une souris peut devenir la proie d'un renard, d'un hibou, d'un lynx, d'un sanglier, d'un hérisson.
De nombreux animaux herbivores servent de nourriture à divers prédateurs.
Par conséquent, les circuits d'alimentation sont branchés, ils peuvent s'entrelacer les uns avec les autres, formant un réseau d'alimentation complexe.
7 situation problématique .
Les gars, que se passe-t-il si tous les arbres dont le lièvre se nourrit disparaissent dans la forêt? (Le lièvre n'aura rien à manger)
- Et s'il n'y a pas de lièvres? (Il n'y aura pas de nourriture pour le renard et le loup)
- Qu'arrive-t-il à la chaîne? (Il s'effondrera)
Quelle conclusion peut-on tirer? (Si vous détruisez ne serait-ce qu'un seul maillon de la chaîne, toute la chaîne s'effondrera.)
8. Composez plusieurs circuits de puissance possibles
9. Résumé de la leçon. Généralisation sur le sujet.
Réflexion.
"Acceptez la phrase."
Les animaux et les plantes sont liés entre eux en ……………………
Au cœur du circuit de puissance se trouvent ……………………………… ..
Et la chaîne se termine - ……………………………………… ..
Dans la nature, les chaînes alimentaires s'entremêlent, formant
…………………………………………
Fait maisonla tâche.
1. Préparez un message sur l'un des amis de Birch;
2. Complétez les tâches numéro 4 du manuel "Le Monde Autour" (l'image montre un jardin. Composez plusieurs chaînes alimentaires possibles).
Des interactions alimentaires complexes existent entre les autotrophes et les hétérotrophes dans les écosystèmes. Certains organismes en mangent d'autres et effectuent ainsi le transfert de substances et d'énergie - base du fonctionnement de l'écosystème.
Au sein d'un écosystème, la matière organique est créée par des organismes autotrophes tels que les plantes. Les plantes sont mangées par les animaux, qui à leur tour sont mangés par d'autres animaux. Cette séquence s'appelle la chaîne alimentaire (figure 1), et chaque maillon de la chaîne alimentaire est appelé le niveau trophique.
Distinguer
Chaînes alimentaires des pâturages (chaînes de pâturage) - chaînes alimentaires qui commencent par des organismes photosynthétiques ou chimiosynthétiques autotrophes (Fig. 2.). Les chaînes alimentaires des pâturages sont répandues dans les écosystèmes terrestres et marins.
Un exemple est la chaîne alimentaire des pâturages de prairie. Une telle chaîne commence par la capture de l'énergie solaire par la plante. Un papillon se nourrissant du nectar d'une fleur est le deuxième maillon de cette chaîne. Une libellule, un insecte volant prédateur, attaque un papillon. Une grenouille cachée parmi l'herbe verte attrape une libellule, mais elle-même sert de proie à un prédateur comme déjà. Toute la journée, il aurait pu digérer une grenouille, mais le soleil ne s'était pas encore couché, car il était lui-même devenu la proie d'un autre prédateur.
La chaîne alimentaire allant d'une plante en passant par un papillon, une libellule, une grenouille, un serpent jusqu'à un faucon, indique le chemin du sens de mouvement des substances organiques, ainsi que l'énergie qu'elles contiennent.
Dans les océans et les mers, les organismes autotrophes (algues unicellulaires) n'existent que jusqu'à la profondeur de pénétration de la lumière (jusqu'à un maximum de 150-200 m). Les organismes hétérotrophes vivant dans des couches d'eau plus profondes remontent à la surface la nuit pour se nourrir d'algues, et le matin, ils retournent en profondeur, effectuant des migrations verticales quotidiennes jusqu'à 500-1000 m de long. les couches montent vers le haut pour se nourrir d'autres organismes descendant des couches superficielles.
Ainsi, dans les mers profondes et les océans, il existe une sorte d '«échelle alimentaire», grâce à laquelle la matière organique créée par les organismes autotrophes dans les couches superficielles de l'eau est transportée le long d'une chaîne d'organismes vivants jusqu'au fond. À cet égard, certains écologistes marins considèrent l'ensemble de la colonne d'eau comme une seule biogéocénose. D'autres pensent que les conditions environnementales des couches de surface et de fond sont si différentes qu'elles ne peuvent être considérées comme une seule biogéocénose.
Chaînes alimentaires détritiques (chaînes de décomposition) - chaînes alimentaires qui commencent par des détritus - restes de plantes mortes, cadavres et excréments d'animaux (Fig. 2).
Les chaînes détritiques sont les plus typiques des communautés de réservoirs continentaux, du fond des lacs profonds et des océans, où de nombreux organismes se nourrissent de détritus formés par des organismes morts des couches supérieures éclairées du réservoir ou qui sont entrés dans le réservoir à partir d'écosystèmes terrestres, par exemple, sous forme de litière de feuilles.
Les écosystèmes du fond des mers et des océans, où la lumière du soleil ne pénètre pas, n'existent qu'en raison de la sédimentation constante d'organismes morts qui vivent dans les couches superficielles de l'eau. La masse totale de cette substance dans l'océan mondial atteint chaque année au moins plusieurs centaines de millions de tonnes.
Les chaînes détritiques sont également répandues dans les forêts, où la majeure partie de l'augmentation annuelle du poids vif des plantes n'est pas consommée directement par les animaux herbivores, mais meurt, formant des déchets, puis est décomposée par des organismes saprotrophes, suivie d'une minéralisation par des décomposeurs. Les champignons sont d'une grande importance dans la décomposition des résidus végétaux morts, en particulier le bois.
Les organismes hétérotrophes se nourrissant directement de détritus sont appelés détritivores. Dans les écosystèmes terrestres, il existe de nombreuses espèces d'insectes, de vers, etc. Les grands détritivores, qui comprennent certaines espèces d'oiseaux (vautours, corbeaux, etc.) et de mammifères (hyènes, etc.) sont appelés charognards.
Dans les écosystèmes aquatiques, les gisements les plus courants sont les arthropodes - insectes aquatiques et leurs larves, et les crustacés. Les détritivores peuvent se nourrir d'autres organismes hétérotrophes plus gros, qui peuvent eux-mêmes servir de nourriture aux prédateurs.
Niveaux trophiques
Généralement, les différents niveaux trophiques des écosystèmes ne sont pas séparés dans l'espace. Cependant, dans certains cas, ils sont assez clairement différenciés. Par exemple, dans les sources géothermiques, les organismes autotrophes - les algues bleu-vert et les bactéries autotrophes qui forment des communautés algales-bactériennes spécifiques («tapis») sont courants à des températures supérieures à 40-45 ° C.À des températures plus basses, ils ne survivent pas.
En revanche, les organismes hétérotrophes (mollusques, larves d'insectes aquatiques, etc.) ne sont pas présents dans les sources géothermiques à des températures supérieures à 33-36 ° C, ils se nourrissent donc de fragments de tapis transportés par le courant vers des zones à plus basse température.
Ainsi, dans de telles sources géothermiques, on distingue clairement une zone autotrophe, où seuls les organismes autotrophes sont répandus, et une zone hétérotrophe, où les organismes autotrophes sont absents et seuls les organismes hétérotrophes sont trouvés.
Toiles trophiques
Dans les systèmes écologiques, malgré l'existence d'un certain nombre de chaînes alimentaires parallèles, par exemple,
végétation herbacée -\u003e rongeurs -\u003e petits prédateurs
végétation herbacée -\u003e ongulés -\u003e grands prédateurs,
qui unissent les habitants du sol, couverture herbacée, couche d'arbre, il existe d'autres relations. Dans la plupart des cas, un seul et même organisme peut servir de source de nourriture à de nombreux organismes et ainsi faire partie intégrante de différentes chaînes alimentaires et être la proie de différents prédateurs. Par exemple, la daphnie peut être mangée non seulement par les petits poissons, mais aussi par un crustacé prédateur Cyclope et le gardon - non seulement par un brochet, mais aussi par une loutre.
La structure trophique d'une communauté reflète le rapport entre producteurs, consommateurs (séparément des première, deuxième, etc.) et réducteurs, exprimé soit par le nombre d'individus des organismes vivants, soit par leur biomasse, soit par l'énergie qu'ils contiennent, calculée par unité de surface par unité de temps.
La chaîne alimentaire est la transformation séquentielle d'éléments de nature inorganique (biogénique, etc.) à l'aide de plantes et de lumière en substances organiques (produits primaires), et cette dernière - par des organismes animaux aux liens trophiques (alimentaires) ultérieurs (étapes) dans leur biomasse.
La chaîne alimentaire commence par l'énergie solaire, et chaque maillon de la chaîne représente un changement d'énergie. Toutes les chaînes alimentaires d'une communauté forment des relations trophiques.
Il existe différentes connexions entre les composants de l'écosystème, et tout d'abord ils sont reliés entre eux par le flux d'énergie et la circulation de la matière. Les canaux par lesquels l'énergie circule dans la communauté sont appelés circuits alimentaires. L'énergie du rayon de soleil frappant la cime des arbres ou les surfaces de l'étang est capturée par les plantes vertes - qu'il s'agisse d'énormes arbres ou de minuscules algues - et utilisée par elles dans le processus de photosynthèse. Cette énergie est utilisée pour la croissance, le développement et la reproduction des plantes. Les plantes, en tant que producteurs de matière organique, sont appelées producteurs. Les producteurs, à leur tour, sont une source d'énergie pour ceux qui se nourrissent de plantes et, en fin de compte, pour toute la communauté.
Les premiers consommateurs de matière organique sont les animaux herbivores - consommateurs de premier ordre. Les prédateurs mangeant des proies herbivores agissent comme des consommateurs de second ordre. Lors du passage d'un maillon à un autre, l'énergie est inévitablement perdue, il y a donc rarement plus de 5 à 6 participants dans la chaîne alimentaire. Les réducteurs complètent le cycle - les bactéries et les champignons décomposent les cadavres d'animaux, les restes de plantes, transformant la matière organique en substances minérales, qui sont à nouveau assimilées par les producteurs.
La chaîne alimentaire comprend toutes les plantes et tous les animaux, ainsi que les éléments chimiques contenus dans l'eau qui sont nécessaires à la photosynthèse. La chaîne alimentaire est une structure linéaire connectée de maillons, dont chacun est relié à des maillons voisins par la relation «alimentation - consommateur». Des groupes d'organismes, par exemple, des espèces biologiques spécifiques, agissent comme des maillons dans la chaîne. Dans l'eau, la chaîne alimentaire commence avec les plus petits organismes végétaux - les algues - qui vivent dans la zone euphotique et utilisent l'énergie solaire pour synthétiser de la matière organique à partir de nutriments chimiques inorganiques et d'acide carbonique dissous dans l'eau. Dans le processus de transfert de l'énergie de la nourriture de sa source - les plantes - à travers un certain nombre d'organismes, se produisant en mangeant certains organismes par d'autres, il y a une dissipation d'énergie, dont certaines se transforment en chaleur. À chaque transition suivante d'un lien trophique (étape) à un autre, jusqu'à 80 à 90% de l'énergie potentielle est perdue. Cela limite le nombre d'étapes, ou maillons de chaîne, possibles, généralement quatre à cinq. Plus la chaîne alimentaire est courte, plus l'énergie disponible est stockée.
En moyenne, à partir de 1000 kg de plantes, 100 kg de corps d'herbivores se forment. Les prédateurs qui mangent des herbivores peuvent construire 10 kg de leur biomasse à partir de cette quantité, et les prédateurs secondaires seulement 1 kg. Par exemple, une personne mange un gros poisson. Sa nourriture est constituée de petits poissons qui consomment du zooplancton, qui vit du phytoplancton, qui capte l'énergie solaire.
Ainsi, pour construire 1 kg de corps humain, il faut 10 000 kg de phytoplancton. Par conséquent, la masse de chaque maillon suivant de la chaîne diminue progressivement. Ce modèle est appelé la règle de la pyramide écologique. Il existe une pyramide de nombres qui reflète le nombre d'individus à chaque étape de la chaîne alimentaire, une pyramide de biomasse - la quantité de matière organique synthétisée à chaque niveau, et une pyramide d'énergie - la quantité d'énergie dans les aliments. Ils ont tous la même directivité, différant par la valeur absolue des valeurs numériques. Dans des conditions réelles, la chaîne d'approvisionnement peut avoir un nombre de maillons différent. De plus, les circuits de puissance peuvent être croisés pour former des réseaux de puissance. Presque toutes les espèces animales, à l'exception des très spécialisées en nutrition, n'utilisent pas une source de nourriture, mais plusieurs). Plus la biocénose est diversifiée, plus elle est stable. Ainsi, dans la chaîne alimentaire de la plante-lièvre-renard - il n'y a que trois maillons. Mais le renard se nourrit non seulement de lièvres, mais également de souris et d'oiseaux. La règle générale est que les plantes vertes sont toujours au début de la chaîne alimentaire et les prédateurs à la fin. Avec chaque maillon de la chaîne, les organismes deviennent plus gros, ils se multiplient plus lentement et leur nombre diminue. Les espèces qui occupent la position des maillons inférieurs, bien qu'elles soient pourvues de nourriture, sont elles-mêmes consommées de manière intensive (par exemple, les souris sont exterminées par les renards, les loups, les hiboux). La sélection va dans le sens d'une augmentation de la fertilité. De tels organismes se transforment en une base alimentaire pour les animaux supérieurs sans aucune perspective d'évolution progressive.
À toute époque géologique, les organismes qui sont au plus haut niveau dans les relations alimentaires ont évolué avec la plus grande vitesse, par exemple, dans le Dévonien - poissons à dos croisé - prédateurs piscivores; dans la période carbonifère - stegocephals prédateurs. Au Permien, il y a des reptiles qui chassaient les stegocephals. Tout au long de l'ère mésozoïque, les mammifères ont été exterminés par des reptiles prédateurs et ce n'est qu'à la suite de l'extinction de ces derniers à la fin du Mésozoïque qu'il a pris une position dominante, donnant un grand nombre de formes.
Les relations alimentaires sont le type le plus important, mais pas le seul, de relations entre les espèces dans une biocénose. Une espèce peut en influencer une autre de différentes manières. Les organismes peuvent s'installer à la surface ou à l'intérieur du corps d'individus d'une autre espèce, ils peuvent former un habitat pour une ou plusieurs espèces et affecter le mouvement de l'air, la température et l'éclairage de l'espace environnant. Les exemples de liens affectant les habitats des espèces sont nombreux. Les glands de mer sont des crustacés marins sédentaires qui habitent souvent la peau des baleines. Les larves de nombreuses mouches vivent dans la bouse de vache. Les plantes jouent un rôle particulièrement important dans la création ou la modification de l'environnement pour d'autres organismes. Dans les fourrés de plantes, que ce soit une forêt ou une prairie, la température fluctue moins que dans les espaces ouverts et l'humidité est plus élevée.
Souvent, une espèce participe à la distribution d'une autre. Les animaux transportent des graines, des spores, du pollen de plantes et d'autres animaux plus petits. Les graines de plantes peuvent être capturées par les animaux en cas de contact accidentel, surtout si les graines ou les plants ont des crochets spéciaux, des crochets (ficelle, bardane). Lorsque vous mangez des fruits, des baies indigestes, les graines sont excrétées avec les excréments. Les mammifères, les oiseaux et les insectes portent de nombreuses tiques sur leur corps.
Le lien entre les deux liens est établi si un groupe d'organismes sert de nourriture à un autre groupe. Le premier maillon de la chaîne n'a pas de prédécesseur, c'est-à-dire que les organismes de ce groupe n'utilisent pas d'autres organismes comme nourriture, étant producteurs. Le plus souvent à cet endroit se trouvent des plantes, des champignons, des algues. Les organismes du dernier maillon de la chaîne n'agissent pas comme nourriture pour d'autres organismes.
Chaque organisme a une certaine quantité d'énergie, c'est-à-dire que chaque maillon de la chaîne a sa propre énergie potentielle. Au cours du processus de consommation, l'énergie potentielle de l'aliment est transférée à son consommateur.
Toutes les espèces qui composent la chaîne alimentaire vivent de la matière organique créée par les plantes vertes. Dans le même temps, il existe une régularité importante associée à l'efficacité d'utilisation et à la conversion d'énergie dans le processus de nutrition. Son essence est la suivante.
Au total, seulement 1% environ de l'énergie radiante du Soleil tombant sur la plante est convertie en énergie potentielle de liaisons chimiques de substances organiques synthétisées et peut être utilisée à l'avenir par des organismes hétérotrophes pour la nutrition. Lorsqu'un animal mange une plante, la majeure partie de l'énergie contenue dans la nourriture est dépensée dans divers processus vitaux, se transformant en chaleur et en se dissipant. Seulement 5 à 20% de l'énergie alimentaire entre dans la substance nouvellement construite du corps de l'animal. Si un prédateur mange un herbivore, la plus grande partie de l'énergie contenue dans la nourriture est perdue. En raison de telles pertes importantes d'énergie utile, les chaînes alimentaires ne peuvent pas être très longues: elles ne comportent généralement pas plus de 3 à 5 maillons (niveaux de nourriture).
La quantité de matière végétale qui sert de base à la chaîne alimentaire est toujours plusieurs fois supérieure à la masse totale des animaux herbivores, et la masse de chacun des maillons ultérieurs de la chaîne alimentaire diminue également. Ce modèle très important est appelé la règle de la pyramide écologique.
Lorsque l'énergie potentielle est transférée d'une liaison à une autre, jusqu'à 80 à 90% sont perdus sous forme de chaleur. Ce fait limite la longueur de la chaîne alimentaire, qui dans la nature ne dépasse généralement pas 4-5 maillons. Plus la chaîne trophique est longue, moins la production de son dernier maillon par rapport à la production du maillon initial est faible.
Au Baïkal, la chaîne alimentaire de la zone pélagique est constituée de cinq maillons: algues - epishura - macrohectopus - poisson - phoque ou poisson prédateur (lenok, taimen, omul adulte, etc.). Une personne participe à cette chaîne comme dernier maillon, mais elle peut consommer les produits des maillons inférieurs, par exemple des poissons ou même des invertébrés lorsqu'elle utilise des crustacés, des plantes aquatiques, etc. comme nourriture.Les chaînes alimentaires courtes sont moins stables et sujettes à des fluctuations plus importantes que les longues. et complexe dans la structure.
2. NIVEAUX ET ÉLÉMENTS STRUCTURELS DE LA CHAÎNE ALIMENTAIRE
Habituellement, pour chaque maillon de la chaîne, vous pouvez spécifier non pas un, mais plusieurs autres liens qui lui sont associés par la relation «alimentation - consommateur». L'herbe est donc consommée non seulement par les vaches, mais aussi par d'autres animaux, et les vaches ne sont pas seulement de la nourriture pour les humains. Faire ces connexions transforme la chaîne alimentaire en une structure plus complexe - nourriture Internet.
Dans certains cas, dans le réseau trophique, il est possible de regrouper des liens individuels par niveaux de telle sorte que les liens d'un niveau servent uniquement de nourriture pour le niveau suivant. Ce groupement s'appelle niveaux trophiques.
Les plantes (algues) sont le niveau initial (maillon) de toute chaîne trophique (alimentaire) dans un plan d'eau. Les plantes ne mangent personne (à l'exception d'un petit nombre d'espèces de plantes insectivores - rossolis, fatwort, pemphigus, nepentes et quelques autres), au contraire, elles sont la source de vie pour tous les organismes animaux. Par conséquent, la première étape de la chaîne des prédateurs est constituée d'animaux herbivores (pâturage). Ils sont suivis de petits carnivores se nourrissant d'herbivores, puis d'un maillon de plus gros prédateurs. Dans la chaîne, chaque organisme suivant est plus gros que le précédent. Les chaînes prédatrices contribuent à la stabilité de la chaîne alimentaire.
La chaîne alimentaire des saprophytes est le maillon de fermeture de la chaîne trophique. Les saprophytes se nourrissent d'organismes morts. Les produits chimiques formés lors de la décomposition des organismes morts sont à nouveau consommés par les plantes - organismes producteurs à partir desquels toutes les chaînes trophiques commencent.
3. TYPES DE CHAÎNES TROPHIQUES
Il existe plusieurs classifications des chaînes alimentaires.
Selon la première classification, il existe trois chaînes trophiques dans la Nature (moyens trophiques, conditionnés par la Nature pour la destruction).
La première chaîne trophique réunit les organismes vivants libres suivants:
animaux herbivores;
les prédateurs sont des carnivores;
omnivores, y compris les humains.
Le principe de base de la chaîne trophique: "Qui mange qui?"
La deuxième chaîne trophique réunit des créatures vivantes qui métabolisent tout et tout le monde. Cette tâche est effectuée par des réducteurs. Ils réduisent les substances complexes des organismes morts en substances simples. La propriété de la biosphère est que tous les représentants de la biosphère sont mortels. La tâche biologique des décomposeurs est de décomposer les morts.
Selon la deuxième classification, il existe deux principaux types de chaînes alimentaires: les pâturages et les détritiques.
Dans la chaîne alimentaire des pâturages (chaîne de pâturage), les organismes autotrophes constituent la base, suivis des animaux herbivores qui les consomment (par exemple, le zooplancton se nourrissant de phytoplancton), puis des prédateurs (consommateurs) du 1er ordre (par exemple, les poissons consommant du zooplancton), les prédateurs du 2ème ordre (par exemple, sandre qui se nourrit d'autres poissons). Les chaînes trophiques sont particulièrement longues dans l'océan, où de nombreuses espèces (par exemple le thon) prennent la place des consommateurs du 4ème ordre.
Dans les chaînes trophiques détritiques (chaînes de décomposition), qui sont les plus courantes dans les forêts, la majeure partie de la production végétale n'est pas consommée directement par les animaux herbivores, mais meurt, puis subit une décomposition par des organismes saprotrophes et une minéralisation. Ainsi, les chaînes trophiques détritiques partent des détritus, vont aux micro-organismes qui s'en nourrissent, puis aux nourrisseurs de détritus et à leurs consommateurs - les prédateurs. Dans les écosystèmes aquatiques (en particulier dans les plans d'eau eutrophes et à de grandes profondeurs de l'océan), cela signifie qu'une partie de la production végétale et animale entre également dans les chaînes trophiques détritiques.
CONCLUSION
Tous les organismes vivants qui habitent notre planète n'existent pas par eux-mêmes, ils dépendent de l'environnement et ressentent ses effets sur eux-mêmes. Il s'agit d'un complexe précisément coordonné de nombreux facteurs environnementaux, et l'adaptation des organismes vivants à ceux-ci détermine la possibilité de l'existence de toutes sortes d'organismes et de la forme la plus diversifiée de leur vie.
La fonction principale de la biosphère est d'assurer la circulation des éléments chimiques, qui se traduit par la circulation de substances entre l'atmosphère, le sol, l'hydrosphère et les organismes vivants.
Tous les êtres vivants sont des objets de nourriture pour les autres, c'est-à-dire sont liés par des relations énergétiques. Connexions alimentaires dans les communautés, ce sont des mécanismes de transfert d'énergie d'un organisme à un autre. Dans chaque communauté trophique les liens sont entrelacés dans un complexe réseau.
Les organismes de toutes sortes sont des aliments potentiels pour de nombreuses autres espèces.
les réseaux trophiques dans les biocénoses sont très complexes et il semble que l'énergie qui les pénètre puisse migrer d'un organisme à un autre pendant longtemps. En fait, le chemin de chaque portion spécifique d'énergie accumulée par les plantes vertes est court; il peut être transmis par pas plus de 4-6 liens d'une série constituée d'organismes se nourrissant séquentiellement les uns des autres. De telles rangées, dans lesquelles il est possible de tracer les chemins de dépense de la dose initiale d'énergie, sont appelées chaînes alimentaires. La place de chaque maillon de la chaîne alimentaire s'appelle le niveau trophique. Le premier niveau trophique est toujours celui des producteurs, créateurs de matière organique; les consommateurs de légumes appartiennent au deuxième niveau trophique; carnivores vivant de formes herbivores - au troisième; consommer d'autres carnivores - par le quatrième, etc. Ainsi, les consommateurs des premier, deuxième et troisième ordres sont distingués, occupant différents niveaux dans les chaînes alimentaires. Naturellement, le rôle principal est joué par la spécialisation alimentaire des consommateurs. Les espèces avec une large gamme de nourriture sont incluses dans les chaînes alimentaires à différents niveaux trophiques.
LISTE DE RÉFÉRENCES
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