Все организмы должны потреблять ресурсы для того, чтобы жить и осуществлять свои ежедневные функции. Передача этих ресурсов (питательных веществ и воплощенной энергии, которую они содержат) от одного организма к другому и т.д. формирует пищевую цепь (food chain). Основные этапы в цепи называются трофическими уровнями (trophic levels) — от греческого слова, обозначающего пищу). Первый из традиционных трофических уровней в биоэкологии — это уровень первичных производителей (например, растений), которые используют энергию и основные питательные вещества для производства материалов, пригодных к использованию на более высоких трофических уровнях (семена, листья и т.п.). Несколько следующих трофических уровней состоят из травоядных, плотоядных и разлагающих органические остатки организмов (они получают остатки от ка-ких-либо других трофических уровней и регенерируют из них вещества, которые могут использоваться первичными продуцентами). Таким образом, существует четыре типа трофических уровней: (1) добывающие; (2) продуценты, (3) консументы (часто на нескольких уровнях) и (4) разлагающие (сапрофиты). В рамках трофических уровней иногда необходимо различать гильдии (guilds), которые представляют собой группы организмов, имеющие общие методы, расселение и практику поиска пропитания.[ ...]
На рис. 4.3 показана упрощенная морская пищевая цепь. В дополнение к доминирующим участникам трофических уровней включен «добытчик», поскольку минеральные вещества, полученные из неорганических резервуаров, необходимы для жизни. Обратите внимание, что пищевая цепь не является полностью последовательной: например, «разлагающие» получают продукты для жизнедеятельности с разных трофических уровней. Бактерии работают как «добытчики» и как «разлагающие» одновременно, получая углерод в результате одной деятельности и минералы — в результате другой. Всеядные (питающиеся более чем на одном трофическом уровне) распространены в природе, но осложняют диаграмму пищевой цепи, не добавляя концептуального понимания, поэтому они не включены в диаграмму.[ ...]
На рис. 4.4 представлена упрощенная промышленная пищевая цепь, также не показывающая «всеядных». Оказывается, что биологические и промышленные трофические уровни могут быть описаны в сущности с использованием той же терминологии. Но наиболее интересны при сравнении двух диаграмм, возможно, не сходства, а различия.[ ...]
Небольшое размышление над этими схемами позволяет заметить и некоторые другие различия между биологическими и промышленными экосистемами.[ ...]
Концепцию экосистемы (экологической единицы и ее физического окружения) можно обобщить, опираясь на наше обсуждение трофических уровней. Строго говоря, только первоначальный пользователь добытых материалов является несомненным первичным производителем, но организмы многих трофических уровней являются потребителями, и многие организмы функционируют на разных трофических уровнях. В биологических системах, например, деревья используют питательные вещества для производства орехов, которые едят белки, а ресурсы орехов (среди прочего) используются на производство бельчат. Некоторые из этих детенышей становятся пищей для добывающих пропитание млекопитающих и птиц. Белка, таким образом, — одновременно жертва и хищник, вторичный производитель и потребитель. Похожая ситуация существует и в промышленности, где завод, выступающий в роли потребителя, может получать жесткие диски, корпус и клавиатуру как потребитель и собирать компьютеры как вторичный производитель.[ ...]
Как и в случае отдельных организмов, пищевые цепи могут изучаться с помощью моделей энергетических потоков. Классическая биоэкологическая версия показана на рис. 4.5. Энергия поступает в систему от внешнего источника (солнца) только на уровне автотрофов (autotrophs) — тех организмов, которые способны ассимилировать энергию из неорганических соединений. Оставшиеся уровни образуют гетеротрофы (heterotrophs), которые используют неорганический материал более низких трофических уровней как источники энергии и питательных веществ. При передаче от одного трофического уровня к следующему энергия уменьшается в результате дыхания и неполного использования продуктов питания. Исследования многих природных систем показали, что эффективность ассимиляции растет на более высоких трофических уровнях (т.е. меньше поступающей энергии остается неиспользованной), но как чистая, так и валовая эффективность производства уменьшаются вследствие требований дыхания организмов, функционирующих при все более высоких темпах метаболизма.[ ...]
На вершине пищевой цепи находится «высший хищник» — человек, который употребляет (employs) продукты для различных целей, но не трансформирует их; мы будем называть его имп-лоиотроф (employotroph).[ ...]
Вернуться к оглавлению