42. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПИРАМИДЫ

• Что такое трофический уровень?
• Какие существуют типы экологических пирамид?

При переходе с одного трофического уровня на каждый следующий, более высокий трофический уровень значительная часть энергии теряется, рассеиваясь в виде тепла или переходя в детритную цепь. Потери обычно достигают 90%. Правило, согласно которому количество энергии снижается при переходе на каждый следующий трофический уровень, называют правилом экологической пирамиды.

Типы экологических пирамид. Построить экологическую пирамиду можно разными способами. Рассмотрим сначала пирамиду численности. Если подсчитать, сколько травинок растёт на данном участке луга, сколько на нём обитает питающихся этой травой полёвок и сколько змей, поедающих этих полёвок, то мы заметим, что при переходе с уровня на уровень число особей уменьшается. Однако такая пирамида может оказаться и перевёрнутой. Допустим, что где-то на первом трофическом уровне растёт дуб. Он один, но на нём кормится огромное количество насекомых, червей и даже птиц. Таким образом, одному продуценту соответствует множество консументов.

Для того чтобы в приведённом примере избежать переворачивания пирамиды, можно построить так называемую пирамиду биомассы (рис. 148). Если оценить массу дуба и сравнить её с общей биомассой всех кормящихся на нём организмов, то пирамида будет восстановлена в привычном виде — биомасса продуцентов окажется значительно больше биомассы консументов.

Пирамида биомассы редко бывает перевёрнутой, но иногда случается и такое. Поэтому правильнее всего рассматривать пирамиду энергии, где учитывается количество энергии, передающейся с каждого трофического уровня на следующий (рис. 149). Такую пирамиду довольно трудно рассчитать, но зато она даёт самую объективную информацию.

При перемещении энергии по пищевой цепи с одного уровня на другой часть энергии, заключённой в пище, не усваивается и выводится из организма с экскрементами, часть теряется в процессе биохимических превращений. При этом следует учитывать, что консументы первого порядка практически никогда не съедят всех продуцентов, и сами они далеко не все будут съедены хищниками. Следовательно, не вся энергия, запасённая на том или ином уровне, перейдёт дальше. Ну и, конечно, много энергии, полученной с пищей, тратится на движения животных, в результате чего выделяется тепло.

Подсчитано, что на любой трофический уровень переходит лишь около 10% энергии предыдущего уровня («правило 10%»). Именно поэтому общее число трофических уровней (звеньев в цепи питания) редко превышает четыре-пять.

Совместная деятельность разных экологических групп организмов является двигателем биологического круговорота веществ в экосистеме. Этот круговорот поддерживается постоянным притоком новых порций энергии. А вот круговорота энергии в экосистеме не существует. Энергия, усвоенная организмами, расходуется на их жизнедеятельность, постепенно переходит в тепловую форму и рассеивается в окружающей среде. Поэтому без постоянного притока энергии извне существование любой экосистемы и в целом всей нашей планеты было бы невозможно.

Пищевая сеть. Если проследить отдельные пищевые цепи, то можно обнаружить, что они очень редко изолированы друг от друга. Обычно одно и то же растение служит пищей нескольким животным, которые, в свою очередь, могут быть съедены разными хищниками. Пастбищные цепи постоянно переплетаются как между собой, так и с детритными цепями. В приведённом выше примере пастбищной пищевой цепи (см. § 41) птица могла съесть муху, минуя паука, и тем самым понизить свой трофический уровень, а заодно и уровень съевшей её затем хищной птицы. Человек в другом вышеприведённом примере был консументом четвёртого порядка, но ведь он мог приготовить рыбу с овощным гарниром, став при этом одновременно первичным консументом. Поэтому экологи, описывая экосистему, обычно говорят не о пищевых цепях, а о пищевых сетях.

Запомнить: правило экологической пирамиды; типы экологических пирамид: пирамида численности, пирамида биомассы, пирамида энергии; пищевая сеть.

Выводы

Правило, согласно которому количество энергии снижается при переходе на следующий трофический уровень, называют правилом экологической пирамиды. Построить экологическую пирамиду можно разными способами: пирамида численности, пирамида биомассы, пирамида энергии. Последняя даёт самую объективную информацию. Экологи, описывая экосистему, обычно говорят не о пищевых цепях, а о пищевых сетях.

ДУМАЙ, ДЕЛАЙ ВЫВОДЫ, ДЕЙСТВУЙ

Проверь свои знания

1. Что такое экологическая пирамида?
2. Какие существуют типы экологических пирамид?
3. Что такое перевёрнутая пирамида численности?
4. Чем пищевая сеть отличается от пищевой цепи?

Выполни задание

Используя «правило 10%», рассчитайте долю энергии, поступающей на четвёртый трофический уровень, при условии, что на первом уровне её общее количество составляло 1000 единиц.

Обсуди с товарищами

1. Каковы характеристики пирамид численности, биомассы и энергии?
2. Почему количество трофических уровней редко превышает 4—5?

Выскажи мнение

При переходе с одного трофического уровня на каждый следующий теряется до 90% энергии. Куда уходит эта энергия?