Leis e consequências das relações alimentares - Hipermercado do conhecimento. Leis e consequências das relações alimentares Leis e consequências da mesa das relações alimentares

As relações nutricionais não fornecem apenas as necessidades energéticas dos organismos. Eles brincam na natureza e outros papel importante- segurar tipos V comunidades, regular seus números e influenciar o curso da evolução. As conexões alimentares são extremamente diversas.

Arroz. 1. Cheetah perseguindo presa

Típica predadores eles gastam muito esforço para rastrear a presa, alcançá-la e pegá-la (Fig. 1). Eles desenvolveram um comportamento de caça especial. Eles precisam de muitos sacrifícios durante suas vidas. Normalmente são animais fortes e ativos.

coletores de animais gastar energia procurando sementes ou insetos, ou seja, pequenas presas. Dominar a comida encontrada para eles não é difícil. Eles desenvolveram atividade de busca, mas nenhum comportamento de caça.

pastando as espécies não gastam muita energia procurando comida, geralmente há muito por aí e a maior parte do tempo é gasta na absorção e digestão dos alimentos.

EM ambiente aquático uma forma difundida de dominar a alimentação, como filtração, e no fundo - engolir e passar pelos intestinos do solo junto com as partículas de comida.

Arroz. 2. A relação predador-presa (lobos e rena)

As consequências dos laços alimentares são mais pronunciadas nos relacionamentos predador - presa(Figura 2).

Se um predador se alimenta de presas grandes e ativas que podem fugir, resistir, se esconder, então aqueles que o fazem melhor do que os outros permanecem vivos, ou seja, têm olhos mais aguçados, ouvidos sensíveis, uma mente desenvolvida sistema nervoso, força muscular. Assim, o predador seleciona para o aperfeiçoamento da presa, destruindo os doentes e os fracos. Por sua vez, também entre os predadores há uma seleção para força, agilidade e resistência. A consequência evolutiva dessas relações é desenvolvimento progressivo ambas as espécies em interação: predador e presa.

GF Gause
(1910 – 1986)

Cientista russo, fundador da ecologia experimental

Se os predadores se alimentam de espécies inativas ou pequenas que não conseguem resistir a eles, isso leva a um resultado evolutivo diferente. Morrem aqueles indivíduos que o predador consegue notar. As vítimas que são menos perceptíveis ou um tanto inconvenientes para capturar vencem. É assim que funciona seleção natural sobre coloração paternalista, conchas duras, pontas e agulhas protetoras e outras ferramentas de salvação dos inimigos. Evolução espécie está chegando para a especialização nestas áreas.

O resultado mais significativo das relações tróficas é a contenção do crescimento no número de espécies. Existência relações alimentares na natureza, ela se opõe à progressão geométrica da reprodução.

Para cada par de espécies de predador e presa, o resultado de sua interação depende principalmente de suas proporções quantitativas. Se os predadores capturam e destroem suas presas na mesma proporção em que essas presas se reproduzem, então eles pode segurar crescimento de seus números. São esses resultados dessas relações que são mais frequentemente característicos de recursos naturais sustentáveis. comunidades. Se a taxa de reprodução das presas for maior do que a taxa de comê-las pelos predadores, explosão de números tipo. Os predadores não podem mais conter seus números. Isso também ocorre ocasionalmente na natureza. O resultado oposto - a destruição completa da presa por um predador - é muito raro na natureza, mas em experimentos e em condições de perturbação humana é mais comum. Isso se deve ao fato de que, com a diminuição do número de qualquer tipo de presa na natureza, os predadores passam para outra presa mais acessível. Caçando apenas para uma espécie rara consome muita energia e se torna inútil.

No primeiro terço do nosso século, descobriu-se que a relação predador-presa poderia causar flutuações periódicas regulares em números cada uma das espécies que interagem. Essa opinião foi especialmente fortalecida após os resultados da pesquisa do cientista russo G.F. Gauze. Em seus experimentos, G.F. Gause estudou como o número de dois tipos de ciliados em tubos de ensaio, conectados por relações predador-presa, muda nos tubos de ensaio (Fig. 3). A vítima era um dos tipos de ciliados-sapatos, alimentando-se de bactérias, e o predador era um ciliado-didinium, comendo sapatos.

Arroz. 3. O curso do número de sapatos ciliados
e ciliados predadores didinium

Inicialmente, o número do chinelo cresceu mais rápido que o número do predador, que logo recebeu uma boa base alimentar e também começou a se multiplicar rapidamente. Quando a taxa de comer sapatos alcançou a taxa de reprodução, o crescimento do número da espécie parou. E como os didiniums continuaram a pegar chinelos e se multiplicar, logo a alimentação das vítimas excedeu em muito o reabastecimento, o número de chinelos em tubos de ensaio começou a diminuir drasticamente. Algum tempo depois, tendo minado a sua base alimentar, deixaram de se dividir e os didínios começaram a morrer. Com algumas modificações de experiência, o ciclo se repetiu desde o início. A reprodução desenfreada dos chinelos sobreviventes voltou a aumentar a sua abundância, e depois deles subiu a curva do número de didínios. No gráfico, a curva de abundância do predador segue a curva da presa com um deslocamento para a direita, de modo que as mudanças em sua abundância acabam sendo assíncronas.

Arroz. 4. Redução do número de peixes como resultado da sobrepesca:
a curva vermelha é a pesca global de bacalhau; curva azul - o mesmo para capelim

Assim, ficou provado que as interações de predador e presa podem, quando condições conhecidas levam a flutuações cíclicas regulares na abundância de ambas as espécies. O curso desses ciclos pode ser calculado e previsto, conhecendo algumas características quantitativas tipos. As leis quantitativas da interação das espécies em suas relações nutricionais são muito importantes para a prática. Na pesca, apanha de invertebrados marinhos, comércio de peles, caça desportiva, recolha de artigos decorativos e plantas medicinais- sempre que uma pessoa reduz o número de espécies de que precisa na natureza, do ponto de vista ecológico, ela age em relação a essas espécies como um predador. Portanto, é importante ser capaz de antecipar as consequências suas atividades e organizá-lo de forma a não prejudicar os recursos naturais.

Nas pescas e nas pescas, é necessário que quando o número de espécies diminui, as taxas de pesca também diminuam, como acontece na natureza quando os predadores mudam para presas mais facilmente acessíveis (Fig. 4). Se, ao contrário, você se esforçar com todas as suas forças para extrair uma espécie em declínio, ela pode não restaurar seu número e deixar de existir. Assim, como resultado da caça excessiva por culpa das pessoas, várias espécies outrora muito numerosas já desapareceram da face da Terra: passeios europeus, pombos-passageiros e outros.

Quando os predadores de uma espécie são mortos acidental ou deliberadamente, ocorrem primeiro surtos do número de suas presas. Isso também leva a Desastre ecológico como resultado de uma espécie minando sua própria base alimentar, ou - a propagação doenças infecciosas, que muitas vezes são muito mais destrutivos do que as atividades dos predadores. Um fenômeno surge bumerangue ecológico, quando os resultados são diretamente opostos à direção inicial de influência. Portanto, o uso competente das leis ambientais naturais é a principal forma de interação humana com a natureza.

benefício mútuo
5

útil-neutro
8

útil-prejudicial
12

mutuamente prejudiciais
14

2. LEIS E CONSEQUÊNCIAS DAS RELAÇÕES ALIMENTARES
Todos os organismos vivos estão interconectados e não podem existir separadamente uns dos outros.
entre si, formando uma biocenose, que inclui plantas, animais e microorganismos.
Os componentes do ambiente que cercam a biocenose (atmosfera, hidrosfera e litosfera) formam
biótopo Os organismos vivos e seu habitat formam um único complexo natural -
sistema ecológico.
Troca constante de energia, matéria e informação entre biocenose e biótopo
forma a partir deles um conjunto que funciona como um todo único - a biogeocenose.
A biogeocenose é um sistema ecológico auto-regulador estável, em
quais componentes orgânicos (animais, plantas) estão inextricavelmente ligados com
inorgânico (ar, água, solo) e representa o constituinte mínimo
parte da biosfera.
O termo "biocenose" foi introduzido pelo zoólogo e botânico alemão K. Möbius em 1877 para descrever
todos os organismos que habitam um determinado território e suas relações.
O conceito de biótopo foi apresentado pelo zoólogo alemão E. Haeckel em 1899, e ele mesmo
o termo "biótopo" foi introduzido em 1908 pelo professor do Museu Zoológico de Berlim, F. Dahl.
O termo "biogeocenose" foi introduzido em 1942 por um geobotânico, arborista e geógrafo russo.
V. Sukachev.
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Qualquer biogeocenose é um sistema ecológico Qualquer
A biogeocenose é um sistema ecológico, porém, não
cada sistema ecológico é uma biogeocenose
(um sistema ecológico pode não incluir solo ou
plantas, por exemplo, assentadas em processo de decomposição
vários organismos tronco de árvore ou mortos
animal).
Existem dois tipos de sistemas ecológicos:
1) natural - criado pela natureza, estável durante
tempo e não dependente do homem (prado, floresta, lago, oceano,
biosfera, etc.);
2) artificial - feito pelo homem e instável durante
tempo (jardim, terra arável, aquário, estufa, etc.).
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A propriedade mais importante da natureza ecológica
sistemas é a sua capacidade de auto-regulação
- eles estão em um estado de dinâmica
equilíbrio, mantendo seus parâmetros básicos durante
tempo e espaço.
Sob qualquer influência externa que leve a
sistema ecológico de um estado de equilíbrio nele
intensificam-se os processos que enfraquecem esta
impacto e o sistema tende a retornar ao estado
equilíbrio - o princípio de Le Chatelier - Brown.
Sistema ecológico natural do estado
equilíbrio produz uma variação em sua energia em média por
1% (regra de um por cento).
A conclusão mais importante da regra acima
é limitar o consumo da biosfera
recursos com um valor relativamente seguro de 1%, com
que este indicador está atualmente
19
cerca de 10 vezes maior.

Nos sistemas ecológicos, os organismos vivos
sistemas ecológicos organismos vivos estão conectados entre
uma relação trófica (alimento), no lugar em
em que são divididos em:
1) produtores que produzem a partir de substâncias inorgânicas
orgânico primário (plantas verdes);
2) consumidores que não são capazes de produzir de forma independente
matéria orgânica de inorgânicos e consumindo
matéria orgânica preparada (todos os animais e
maioria dos microorganismos)
3) decompositores que decompõem matéria orgânica e
convertendo-os em inorgânicos (bactérias, fungos,
alguns outros organismos vivos).
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Conexões tróficas que garantem a transferência de energia e matéria
entre os organismos vivos, fundamentam o trófico (alimento)
uma cadeia formada por níveis tróficos cheios de vida
organismos que ocupam a mesma posição no geral
cadeia trófica. Para cada comunidade de organismos vivos
caracterizada por sua própria estrutura trófica, que é descrita
pirâmide ecológica, cada nível da qual reflete as massas
organismos vivos (pirâmide de biomassa), ou seu número (pirâmide
números de Elton), ou a energia contida nos organismos vivos
(pirâmide de energias).
De um nível trófico da pirâmide ecológica para o próximo,
superior, transmitiu, em média, não mais que 10% da energia - a lei
Lindemann (regra dos dez por cento). Portanto, as cadeias alimentares
como regra, não inclua mais do que 4–5 links e nas extremidades
cadeias tróficas não podem ser localizadas um grande número principal
organismos vivos.
Modelos gráficos em forma de pirâmides foram desenvolvidos em 1927 pelo britânico
21
ecologista e zoólogo C. Elton.

Ao estudar a estrutura biótica dos ecossistemas, torna-se
É óbvio que uma das relações mais importantes
entre os organismos são alimentos, ou tróficos,
conexões.
O termo "cadeia alimentar" foi proposto por C. Elton em 1934.
Cadeias alimentares, ou cadeias tróficas, são caminhos
transferência de energia alimentar de sua fonte (verde
plantas) através de uma série de organismos para maior
níveis tróficos.
O nível trófico é a totalidade de todos os seres vivos.
organismos pertencentes ao mesmo elo da cadeia alimentar.
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3. LEIS DAS RELAÇÕES COMPETITIVAS NA NATUREZA
Residência conjunta no mesmo território de pessoas semelhantes
espécies com necessidades semelhantes inevitavelmente leva a
deslocamento ou extinção completa de uma das espécies.
Nos experimentos de G.F. Gause, dois tipos de ciliados foram usados:
sapato de cauda e sapato de orelhas. Essas duas espécies se alimentam
suspensão bacteriana, e se estiverem em tubos de ensaio diferentes,
eles se sentem bem. Gause colocou essas espécies semelhantes em
um tubo de ensaio com infusão de feno e veio para o próximo
resultados:
- se os ciliados receberam uma suspensão bacteriana, gradualmente
indivíduos do sapatinho de cauda desapareceram (eles são mais sensíveis a
resíduos de bactérias), o número de sapatos
orelhudo também diminuiu em comparação com o controle
tubo de ensaio;
- se fermento foi usado em vez de bactérias em tubos de ensaio, então
espécimes de ciliados orelhudos desapareceram.
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GF Gause (1910–1986)
Experiência de Gause: exclusão competitiva
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G. F. Gause derivou a lei da exclusão competitiva:
fechar
tipos
co
semelhante
ambiental
os requisitos não podem ser compartilhados por muito tempo
existir.
Disso decorre que em comunidades naturais ah vai
só aqueles sobrevivem
espécies que possuem
vários requisitos ambientais. Especialmente
casos interessantes de aclimatação humana desses
espécies que, em determinadas condições ambientais,
não estava lá antes. Normalmente, esses casos levam a
extinção espécies semelhantes.
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No entanto, na natureza pode haver uma união bem-sucedida
habitat de espécies completamente semelhantes: mamas após a reprodução
os descendentes se unem em bandos conjuntos para procurar comida.
Descobriu-se que os peitos usam vários
lugares - peitos de cauda longa examinam as pontas dos galhos,
mamas - chapins bases grossas de galhos, mamas grandes
eles examinam neve, tocos e arbustos.
Além disso, se os ecossistemas forem ricos em espécies, os surtos
não há espécies separadas. A situação é pior naqueles
ecossistemas onde uma pessoa, destruindo uma espécie, torna possível
outra espécie pode se reproduzir indefinidamente.
A competição é um dos principais tipos
interdependência de espécies que afetam a composição da natureza
comunidades.
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Bibliografia
1. Stepanovskikh A.S. Ecologia geral: um livro didático para
universidades. M.: UNITI, 2001. 510 p.
2. Radkevich V.A. Ecologia. Minsk: a escola mais elevada,
1998. 159 p.
3. Bigon M., Harper J., Townsend K. Ecology. indivíduos
populações e comunidades / Per. do inglês. M.: Mir, 1989.
Volume. 2..
4. Shilov I.A. Ecologia. M.: pós-graduação, 2003. 512 p.
(LUZ, ciclos)

1) lebre - trevo;

2) pica-pau - besouros de casca;

3) raposa - lebre;

4) uma pessoa é um ascaris;

5) urso - alce;

6) urso - larvas de abelhas;

7) baleia azul - plâncton;

8) vaca - timóteo;

9) fungo inflamável - bétula;

10) carpa - bloodworm;

11) libélula - mosca;

12) molusco sem dentes - protozoários;

13) pulgão - azeda;

14) lagarta bicho-da-seda siberiano- abeto;

15) gafanhoto - bluegrass;

16) esponja - protozoários;

17) vírus influenza - humano;

18) coala - eucalipto;

19) besouro joaninha- pulgão.

138. Escolha a resposta correta. O resultado das relações alimentares entre populações de raposas e lebres será:

a) diminuição do número de ambas as populações;

b) regulação do número de ambas as populações;

c) um aumento no número de ambas as populações.

139. Explique os seguintes factos: a) durante a caça em massa de aves de rapina (falcões, corujas) que se alimentam de perdizes e tetrazes, o número destes últimos primeiro aumenta e depois diminui; b) com o extermínio dos lobos, o número de veados nos mesmos territórios também diminui com o tempo.

140. Indique a qual dos seguintes grupos os organismos pertencem.

Lista de organismos:

3) drosera;

4) carrapato ixodídeo;

6) tênia do touro;

7) dáfnia;

8) coelho;

11) fungo inflamável;

13) boleto;

14) Varinha de Koch;

16) mosquito fêmea;

17) minhoca;

18) larvas de moscas de estrume;

19) Besouro da batata do Colorado;

21) bactérias nodulares;

22) escaravelho.

141. Explique por que na China, após a destruição dos pardais, a colheita de grãos caiu drasticamente.

142. Gaios se alimentam principalmente de bolotas de carvalho no outono. Eles enterram muitas bolotas no solo como reserva para o inverno e início da primavera. Descreva o benefício mútuo desses tipos de relacionamento.

143. Especificar tipo relação biótica, que corresponde a um par de espécies em interação na floresta (Fig.).

144. No meio do verão, após um incêndio, surgiu na área queimada um criadouro de besouros: todas as árvores vivas tocadas pelo fogo acabaram sendo danificadas por pragas. Explique por quê.

145. Como o fenômeno da predação e do parasitismo pode ser utilizado na agricultura? Dê exemplos específicos.

146. Sabe-se que muitos insetos se alimentam de pinheiros: moscas, gorgulhos, besouros, barbilhões, etc. Por que as pragas vivem principalmente em árvores doentes e ignoram os pinheiros jovens e saudáveis?

147. Um e o mesmo organismo pode ser um predador ou uma presa em relação a indivíduos de diferentes idades de outra espécie. Dar exemplos.

148. As relações nutricionais entre os indivíduos dentro de uma espécie são de suma importância. Alimentar-se de sua própria espécie - canibalismo - é uma ocorrência bastante comum em peixes. Dar exemplos.

149. Ao criar modelo matemático mudanças no número de predadores e presas, A. Lotka e V. Voltaire assumiram que o número de predadores depende apenas de dois motivos: o número de vítimas (quanto maior o suprimento de comida, mais intensa a reprodução) e a taxa de declínio natural de predadores. Ao mesmo tempo, eles entenderam que simplificaram muito as relações existentes na natureza. O que é essa simplificação?

150. A relação na biocenose, que consiste em criar um tipo de habitat para outro, é chamada de:

a) trófico; b) tópico; c) fórico; e) fábrica.

151. Um polinizador e uma planta polinizada são um exemplo de relacionamento:

a) trófico; b) tópico; c) fórico; e) fábrica.

153. A competição por um objeto alimentar é um exemplo da relação: a) trófica; b) tópico; c) fórico; e) fábrica.

154. As relações interespecíficas na biocenose, baseadas na participação de uma espécie na distribuição de outra, são denominadas: a) tópicas; b) fórico; c) fábrica; d) trófico.

155. Construindo ninhos de pássaros materiais naturaisé um exemplo de relações: a) trófica; b) tópico; c) fórico; e) fábrica.

156. As relações interespecíficas na biocenose, baseadas nas relações nutricionais, são denominadas: a) tópicas; b) fórico; c) fábrica; d) trófico.

As relações nutricionais não fornecem apenas as necessidades energéticas dos organismos. Eles desempenham outro papel importante na natureza - eles mantêm tipos V comunidades, regular seus números e influenciar o curso da evolução. As conexões alimentares são extremamente diversas.

Arroz. 1. Cheetah perseguindo presa

pastando as espécies não gastam muita energia procurando comida, geralmente há muito por aí e a maior parte do tempo é gasta na absorção e digestão dos alimentos.

No ambiente aquático, tal forma de domínio alimentar é bastante difundida, como filtração, e no fundo - engolir e passar pelos intestinos do solo junto com as partículas de comida.

Arroz. 2. Relações predador-presa (lobos e renas)

As consequências dos laços alimentares são mais pronunciadas nos relacionamentos predador - presa(Figura 2).

Se um predador se alimenta de presas grandes e ativas que podem fugir, resistir, se esconder, então aqueles que o fazem melhor que os outros, ou seja, têm olhos mais aguçados, ouvidos sensíveis, sistema nervoso desenvolvido e força muscular, permanecem vivos . Assim, o predador seleciona para o aperfeiçoamento da presa, destruindo os doentes e os fracos. Por sua vez, também entre os predadores há uma seleção para força, agilidade e resistência. A consequência evolutiva dessas relações é o desenvolvimento progressivo de ambas as espécies que interagem: predador e presa.

GF Gause
(1910 – 1986)

Cientista russo, fundador da ecologia experimental

Se os predadores se alimentam de espécies inativas ou pequenas que não conseguem resistir a eles, isso leva a um resultado evolutivo diferente. Morrem aqueles indivíduos que o predador consegue notar. As vítimas que são menos perceptíveis ou um tanto inconvenientes para capturar vencem. É assim que funciona seleção natural em coloração protetora, cascas duras, pontas e agulhas protetoras e outros meios de salvação dos inimigos. A evolução das espécies caminha na direção da especialização de acordo com esses traços.

O resultado mais significativo das relações tróficas é a contenção do crescimento no número de espécies. A existência de relações alimentares na natureza se opõe à progressão geométrica da reprodução.

Para cada par de espécies de predador e presa, o resultado de sua interação depende principalmente de suas proporções quantitativas. Se os predadores capturam e destroem suas presas na mesma proporção em que essas presas se reproduzem, então eles pode segurar crescimento de seus números. São esses resultados dessas relações que são mais frequentemente característicos de recursos naturais sustentáveis. comunidades. Se a taxa de reprodução das presas for maior do que a taxa de comê-las pelos predadores, explosão de números tipo. Os predadores não podem mais conter seus números. Isso também ocorre ocasionalmente na natureza. O resultado oposto - a destruição completa da presa por um predador - é muito raro na natureza, mas em experimentos e em condições de perturbação humana é mais comum. Isso se deve ao fato de que, com a diminuição do número de qualquer tipo de presa na natureza, os predadores passam para outra presa mais acessível. Caçar apenas uma espécie rara consome muita energia e se torna inútil.

Arroz. 3. O curso do número de sapatos ciliados
e ciliados predadores didinium

Arroz. 4. Redução do número de peixes como resultado da sobrepesca:
a curva vermelha é a pesca global de bacalhau; curva azul - o mesmo para capelim

Assim, ficou provado que as interações entre predador e presa podem, sob certas condições, levar a flutuações cíclicas regulares na abundância de ambas as espécies. O curso desses ciclos pode ser calculado e previsto, conhecendo algumas características quantitativas iniciais da espécie. As leis quantitativas da interação das espécies em suas relações nutricionais são muito importantes para a prática. Na pesca, na extração de invertebrados marinhos, no comércio de peles, na caça esportiva, na coleta de plantas ornamentais e medicinais - sempre que uma pessoa reduz o número de espécies de que necessita na natureza, do ponto de vista ecológico, ela atua em relação a essas espécies como predador. Portanto, é importante ser capaz de antecipar as consequências suas atividades e organizá-lo de forma a não prejudicar os recursos naturais.

Quando os predadores de uma espécie são mortos acidental ou deliberadamente, ocorrem primeiro surtos do número de suas presas. Isso também leva a Desastre ecológico seja como resultado de uma espécie minando sua própria base alimentar ou como resultado da disseminação de doenças infecciosas, que geralmente são muito mais destrutivas do que as atividades de predadores. Um fenômeno surge bumerangue ecológico, quando os resultados são diretamente opostos à direção inicial de influência. Portanto, o uso competente das leis ambientais naturais é a principal forma de interação humana com a natureza.