Про піраміду біомас та піраміду енергій
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.
Исследованиями ученых установлено, что в наземных экосистемах только незначительная часть биомассы, потребленной животными, используется для создания собственной биомассы, т. е. для увеличения собственной массы. Эта величина для большинства животных не превышает 10 %. Таким образом, если заяц съел 10 кг растительной массы, то за счет этого его собственная масса увеличится только на 1 кг, а поедая 1 кг зайчатины, лисица увеличит свою массу только на 100 г, или на 0,01 от биомассы растений, съеденных зайцем. Если изобразить биомассы растений, зайца и лисицы графически, то мы получим так называемую пирамиду биомасс (рис. 3). Таким образом, при переходе от одного звена пищевой цепи к другому биомасса стремительно уменьшается. Уместен вопрос: а куда деваются остальные 90 % съеденной биомассы? Для того чтобы разобраться в этом, рассмотрим энергетическую сторону процессов, происходящих в пищевых цепях. Для этого сначала нам необходимо разобраться в сущности процессов фотосинтеза и окисления органических веществ.
Пирамида биомасс
Известно, что в процессе фотосинтеза в хлорофилловых зернах клеток листьев происходит образование органических веществ из неорганических соединений — воды и углекислого газа. Процесс этот эндотермический, т. е. идет с поглощением большого количества энергии, которая поступает в растения в виде видимых лучей Солнца. Поглощенная энергия аккумулируется в синтезированных соединениях в другой форме — в форме энергии химических связей. Процесс фотосинтеза выражается в общем виде формулой:
При разложении органических соединений на более простые аккумулированная энергия освобождается и выделяется в виде тепла. Так происходит, например, при горении органических веществ (дров, каменного угля, торфа и т. д.). Окисление органических веществ выражается общей формулой:
В организмах живых существ, как и при горении, сложные органические вещества подвергаются окислению, а выделившаяся при этом энергия тратится на движение, размножение, поддержание нормальной температуры тела и т. д., в конце концов она излучается в окружающее пространство в виде тепловых (инфракрасных) лучей. Поскольку инфракрасные лучи не улавливаются растениями, то эта энергия уходит безвозвратно в мировое пространство.
В пищевых цепях энергия переносится вместе с биомассой от одного звена к другому, и в каждом звене большая ее часть теряется в виде теплового излучения. Таким образом, в каждом звене уходит в среднем около 90 % всей энергии и только около 10 % задерживается в организме в виде химических связей вновь синтезированных органических веществ. Следовательно, КПД организмов равен 10 %.
Растительноядные животные поедают не всю биомассу растений. Несъеденная часть отмирает и поступает в почву в виде опада. В почву поступают также трупы животных. В общей сложности вместе с опадом и трупами животных в почву переходит более 90 % запасов энергии, аккумулированной в органических веществах.
Опад и трупы животных, а также их экскременты перерабатываются целой «армадой» бактерий, грибов, почвенных беспозвоночных животных. Поскольку, как мы видели, если в опад переходит большая часть биомассы, то и роль организмов-редуцентов в жизни биосферы огромна.
Так, остатки растений перерабатывают различные бактерии, грибы, почвенные беспозвоночные; трупы животных перерабатывают некоторые представители млекопитающих (гиены, шакалы), птиц (стервятники, грифы, американские кондоры), личинки многочисленных мух (мясная муха и др.) и жуки. Все эти организмы объединяются в группу некрофагов. В переработке трупов принимает участие великое множество микроорганизмов.
Экскременты животных поедают в основном представители различных беспозвоночных: жуки-навозники, личинки мух и др., которые по типу их питания объединяют в группу копрофагов, или калоедов.
Общими усилиями всех этих организмов остатки растений и животных полностью перерабатываются, сложные, богатые энергией органические вещества при этом расщепляются до молекул СО2, Н2О и некоторых других простых веществ, содержащих мало связанной энергии. Они поступают затем в почву, атмосферу, воду и могут быть снова использованы растениями.