Первичная и вторичная биологическая продукция. Цепи и сети питания

Важнейшее свойство любой экосистемы — возможность создавать некую продукцию.

1.      Первичная продукция (органическая масса) образуется автотрофами, то есть продуцентами, которые рождаются, растут и фотосинтезируют, создавая огромнейшую фитомассу. Выражается первичная продукция в единицах энергии (джоуль на 1 квадратный метр за сутки) или же единицах массы сухого органического вещества (килограмм на 1 га за сутки).

2.      Вторичная продукция — это увеличение массы консументов-гетеротрофов за единицу времени. Рассчитывают массу для каждого трофического уровня в отдельности.

Цепи и сети питания

1.      Хорошо сформированная экосистема отличается сложными, развитыми, сбалансированными пищевыми отношениями между автотрофами и гетеротрофами. Первые активно развиваются, а вторые их не менее активно поедают — так в экосистемах переносятся вещества и энергия, реализуется круговорот веществ.

2.      Пищевая цепь, таким образом, это перенос вещества и энергии снизу вверх, от автотрофов к гетеротрофам, являющийся результатом поедания одними организмами других.

3.      Первое звено этой цепи, например, в лесу, — зеленые растения (ягоды, листья, побеги, кора). Далее идут травоядные звенья-консументы (мыши, зайцы, олени) и, наконец, хищное животное (волк, сова, рысь). Если рассматривать одну из пищевых цепей в океане, то в ее основании мы увидим фитопланктон, далее все более укрупняющихся планктонных ракообразных, а в конце громадного кита, который поедает миллионы этих ракообразных. Кстати отметим, что пищевые цепи в океанах обычно длиннее, чем на суше.

4.      Мы нарисовали красивые простые схемы, но на самом деле в природе чистые пищевые цепи редко встречаются. Зачастую одно и то же существо становится добычей разных хищников. Например, сова может пасть жертвой лисы. Дафнию может проглотить мелкая рыбешка, а может рачок циклоп. Плотву, которая сама поедает как фито-, так и зоопланктон, — не только судак, но и выдра. И ведь нельзя забывать про паразитов! Консументам свойственны специфические паразиты, которые, в свою очередь, встроены в другие пищевые цепи. Например, белка обыкновенная — хозяин полусотни видов паразитов!

Вмешательство в сложившиеся пищевые цепи может иметь далеко идущие последствия — иногда полезные, иногда катастрофические. Широко известен совет Чарльза Дарвина крестьянам, которые жаловались ученому, что на их лугах снизилась урожайность клевера. Дарвин предложил фермерам развести побольше кошек. Выглядит этот ответ как ребус, но Дарвин знал, что опыляли красный клевер только шмели (до расположенных глубоко нектарников пчелы просто не дотягивались), а шмелиные гнезда повадились разорять сильно расплодившиеся полевые мыши. Так что разведение кошек было здесь изящным и правильным решением. Правда, что делать с многочисленными кошками после того, как они съедят всех мышей?

Пищевые сети

Многочисленные пищевые цепи в каждой экосистеме затейливо переплетаются и в итоге формируют сложные пищевые сети.

Пастбищные и детритные пищевые цепи

1.      Пищевые цепи, первым звеньями которых являются фотосинтезирующие автотрофы, названы пастбищными, или цепями выедания. Приведем в пример пастбищную пищевую цепь, существующую на лугах: растение — бабочка — кузнечик — лягушка — полевой лунь. На первом этапе цепи находятся растения, улавливающие солнечную энергию. На втором — питающиеся их нектаром мелкие бабочки. На третьем — кузнечики, которые не прочь поохотиться на бабочек. Но и сами кузнечики, как мы знаем из детской песенки, становятся легкой добычей лягушек. А лягушке, тем более сытой, расслабляться нельзя — на край ручья уже упала тень хищного полевого луня.

2.      Если же в основе пищевой цепи лежат отмершие части растений, останки трупов и экскременты животных (детрит), ее называют детритной, или цепью разложения. Этот вид пищевых цепей распространен в лесах (где фитомасса не поедается травоядными животными, а отмирает и разлагается сапротрофами), на дне водоемов (где детрит формируется водорослями и падающими на дно организмами). Например, для российских лесов типична следующая детритная пищевая цепь: подстилка из листвы и растений — многоножки и земляные черви — черный дрозд — ястреб-перепелятник. На этих примерах мы видим, что поступающая в экосистему энергия расходится на два основных русла — доходит до консументов через живые растительные ткани или запасы мертвой органики.