Одним из видов взаимоотношений организмов в экосистемах являются трофические отношения. Они показывают, как энергия движется по пищевым цепям в экосистемах. Моделью, показывающей изменение количества энергии в звеньях пищевых цепей, является экологическая пирамида.

Строение пирамиды

Пирамида – это графическая модель. Изображение разделено на горизонтальные уровни. Количество уровней соответствует количеству звеньев в текущих цепях.

Все пищевые цепи начинаются с продуцентов – автотрофных организмов, образующих органические вещества. Совокупность автотрофов в экосистеме – это то, что находится у основания экологической пирамиды.

экологическая пирамида

Рис. 1. Экологическая пирамида чисел

Далее идут потребители. Обычно пищевая пирамида содержит от 3 до 5 уровней.

Последними звеньями пищевых цепей всегда являются крупные хищники или человек. Таким образом, численность особей и биомасса на последнем уровне пирамиды наименьшая.

Суть экологической пирамиды – в изображении прогрессивного уменьшения биомассы в цепях питания.

Условность модели

Следует понимать, что модель показывает реальность в общем виде. В жизни все сложнее. Любой крупный организм, включая человека, можно съесть, а энергия будет использоваться нетипичным образом в экологической пирамиде.

Часть биомассы экосистемы всегда поступает от редуцентов – организмов, расщепляющих мертвое органическое вещество. Разрушители съедаются потребителями, возвращая часть энергии в экосистему.

Всеядные животные, такие как бурый медведь, функционируют и как консументы первого порядка (поедая растения), и как редуценты (живут падалью), и как крупный хищник.

Виды

В зависимости от того, какие количественные характеристики уровней используются, различают три типа экологических пирамид:

  • число;
  • биомасса;
  • энергия.

Правило 10 %

По расчетам экологов, на каждый последующий уровень экологической пирамиды уходит 10% биомассы или энергии предыдущего уровня. Остальные 90% используются для процессов жизнедеятельности организмов и распространяются в виде теплового излучения.

Эта закономерность называется правилом экологической пирамиды энергии и биомассы.

Давайте посмотрим на примеры. Одна тонна зеленых растений дает около 100 кг массы тела травоядного животного. Когда мелкие хищники поедают травоядных, их вес увеличивается на 10 кг. Если мелких хищников поедают крупные, масса тела последних увеличивается на 1 кг.

экологическая пирамида

Рис. 2. Экологическая пирамида биомассы

Пищевая цепь: фитопланктон – зоопланктон – мелкая рыба – крупная рыба – человек. Уровней уже 5, и чтобы масса человека увеличилась на 1 кг, необходимо, чтобы на первом уровне было 10 тонн фитопланктона.

экологическая пирамида

Рис. 3. Экологическая энергетическая пирамида

Преимущества вершины

Виды, находящиеся на вершине экологической пирамиды, имеют гораздо больше шансов на эволюцию. В древности быстрее развивались животные, занимавшие высший уровень в трофических условиях.

В мезозое млекопитающие занимали средние уровни экологической пирамиды и активно истреблялись хищными рептилиями. Только благодаря вымиранию динозавров они смогли подняться на верхний уровень и занять господствующее положение во всех экосистемах.

Что мы узнали?

Различные типы экологических пирамид показывают взаимоотношения производителей и потребителей в том или ином биоценозе. По закону распределения энергии в экологической пирамиде на каждый последующий уровень уходит 10% массы предыдущей.