Закон 10 процентов: причины потерь энергии

В 1942 г. американский эколог Рэймонд Линдеман сформулировал закон, касающийся пирамиды энергий — так называемый закон 10 процентов. Он гласит, что с одного трофического уровня пирамиды на следующий уровень через пищевые цепи переходит не более 10 процентов изначально поступившей на этот уровень энергии. Получается, что организмы теряют на каждом «этаже» пищевой цепи около 90 процентов энергии.

Каковы причины потери энергии?

1.      Пища не полностью переваривается и усваивается, так что часть энергии уходит из организма впустую.

2.      Огромная часть энергии расходуется на движение, поддержание обменных процессов в организме, рассеивается в виде тепла в ходе дыхания.

Интересно, что при фотосинтезе растения используют только 0,1–0,5 процента энергии Солнца, падающей на Землю.

Приведем примеры действия закона Линдемана. Допустим, заяц съел 10 килограмм травы — «поправился» он при этом всего на 1 килограмм. Если же сытого и потерявшего бдительность зайца съест хищник (волк или лиса), он от 1 килограмма зайчатины прибавит в весе только 100 грамм. У растений древесных эта величина значительно ниже — древесина тяжело усваивается. А вот для травянистых растений и морских водорослей эта доля намного выше, потому что трудноусвояемых тканей они не имеют.

Несмотря на такие колебания, в целом закономерность передачи энергии следующая — через более высокие трофические уровни энергии проходит ощутимо меньше, чем через нижние. Именно поэтому цепи питания как правило не имеют больше 3–5 звеньев — возвести «многоэтажную» экологическую пирамиду не получится из-за потерь энергии.

Добавим, что пирамида энергии имеет второе название — пирамида биологической продуктивности. Перевернутой она не может быть, потому что «река» энергии, текущая через трофические уровни, «мелеет» от первого звена к последнему, а не наоборот.