1) Перечислите экологические группы живых организмов.
2) Как осуществляется перераспределение энергии в цепи питания? Какую величину составляют потери при переходе на следующий трофический уровень?

1. Экологические группы живых организмов

Все живые организмы в экосистеме по их роли в процессе питания, преобразования веществ и передачи энергии делятся на три основные экологические группы: продуценты, консументы и редуценты.

1. Продуценты (производители) — организмы, которые самостоятельно создают органические вещества из неорганических. Основными продуцентами являются зелёные растения, водоросли и некоторые бактерии. Большинство из них используют солнечную энергию в процессе фотосинтеза. Продуценты составляют первый трофический уровень и служат основным источником органического вещества и энергии для остальных организмов экосистемы.

2. Консументы (потребители) — организмы, которые питаются готовыми органическими веществами, созданными другими организмами. К ним относятся животные и многие простейшие. Консументы подразделяются на несколько порядков:

• Консументы первого порядка — растительноядные животные, которые питаются продуцентами (зайцы, коровы, гусеницы).

• Консументы второго порядка — хищники, питающиеся растительноядными животными (лягушки, насекомоядные птицы).

• Консументы третьего и последующих порядков — хищники, питающиеся другими хищниками (орлы, крупные хищные рыбы).

3. Редуценты (разрушители) — организмы, которые разлагают мёртвые органические остатки и продукты жизнедеятельности других организмов до более простых, в том числе неорганических, веществ. К ним относятся прежде всего бактерии и грибы. Благодаря деятельности редуцентов минеральные вещества возвращаются в окружающую среду и снова могут использоваться продуцентами. Таким образом, редуценты обеспечивают важнейший этап круговорота веществ в природе.

Все три экологические группы взаимосвязаны и обеспечивают функционирование экосистемы.

2. Как осуществляется перераспределение энергии в цепи питания? Какую величину составляют потери при переходе на следующий трофический уровень?

Передача энергии в цепи питания происходит последовательно от одного трофического уровня к другому. Основным источником энергии для большинства экосистем является Солнце.

Сначала солнечную энергию поглощают зелёные растения (продуценты), которые в процессе фотосинтеза преобразуют её в химическую энергию органических веществ. Затем эта энергия передаётся растительноядным животным (консументам первого порядка), а от них — хищникам (консументам второго и последующих порядков).

Например, цепь питания может выглядеть следующим образом:

Трава → кузнечик → лягушка → змея → орёл.

На каждом следующем трофическом уровне количество доступной энергии уменьшается. Это связано с тем, что значительная часть энергии расходуется организмами на дыхание, движение, рост, размножение и другие процессы жизнедеятельности. Часть энергии рассеивается в окружающей среде в виде тепла, а часть остаётся в непереваренных остатках и продуктах выделения.

Согласно правилу экологической пирамиды, или правилу 10% (закону Линдемана), при переходе с одного трофического уровня на следующий в среднем передаётся около 10% энергии предыдущего уровня.

Таким образом, потери энергии при переходе на следующий трофический уровень составляют в среднем около 90%. Это приблизительная величина, которая может изменяться в зависимости от особенностей экосистемы и организмов.

Например, если растения накопили 10 000 кДж энергии, то её распределение по трофическим уровням будет примерно следующим:

Из этого следует, что чем выше трофический уровень, тем меньше энергии доступно организмам. Именно поэтому пищевые цепи обычно состоят из ограниченного количества звеньев, чаще всего из 3–5.

Вывод: в экосистеме энергия передаётся от продуцентов к консументам различных порядков, при этом на каждом следующем трофическом уровне сохраняется в среднем около 10% энергии предыдущего, а приблизительно 90% не передаётся дальше по данной пищевой цепи. В отличие от веществ, которые участвуют в круговороте, поток энергии в экосистеме имеет однонаправленный характер и сопровождается её постепенным рассеиванием в виде тепла.