Непрерывный
поток солнечной энергии воспринимается молекулами живых клеток
растений и в результате фотосинтеза преобразуется в энергию химических
связей создаваемого органического вещества. В отличие от растений
животные не способны к реакциям фото- или хемосинтеза, поэтому
вынуждены использовать солнечную и очень незначительно химическую
энергию опосредовано – питаясь органическим веществом, созданным
растениями. Животные-консументы 1-го уровня питаются растительной пищей
и одновременно служат пищей животных-консументов 2-го уровня и т. д.
Таким образом в экосистемах образуется цепь последовательной передачи
вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим,
которая называется трофической или пищевой.
При каждом очередном
переносе большая часть (более 90 %) потенциальной энергии пищи
теряется, переходя в тепло. Данное обстоятельство ограничивает
возможное число звеньев пищевой цепи до 4 – 5. Чем короче пищевая цепь
или чем ближе к её началу место, занимаемое данным организмом, тем
больше доступной пищи и энергии.
Пищевые цепи можно разделить на два основных типа: пастбищные цепи, которые начинаются с зелёного растения и идут дальше к пасущимся фитофагам, а затем к хищникам; детритные цепи, которые от мёртвого органического вещества идут к детритофагам, а затем к хищникам.
Пастбищные цепи, в свою очередь, объединяют пищевые цепи хищников и пищевые цепи паразитов.
Пищевые
цепи хищников идут от продуцентов к травоядным, поедаемым мелкими
плотоядными, а они служат пищей более крупным хищникам и т.д. По мере
продвижения по цепи хищников животные увеличиваются в размерах и
уменьшаются в числе.
Трофические цепи бывают простыми и короткими, например, «осина
– заяц – лиса», и более сложными и длинными, например, «сосна - тли -
божьи коровки - пауки – насекомоядные птицы - хищные птицы».
Удлинение цепи происходит благодаря участию в ней хищников.
Пищевые
цепи паразитов, наоборот, ведут к организмам, которые всё более
уменьшаются в размерах и увеличиваются численно. Примером может служить
цепь: «трава - травоядные млекопитающие - блохи – жгутиконосцы».
В
детритных цепях консументами являются детритофаги, относящиеся к
различным систематическим группам: мелкие животные, преимущественно
беспозвоночные, которые живут в почве и питаются опавшей листвой, или
бактерии и грибы, разлагающие органические вещества по схеме: «детрит -
бактерии, грибы» или «детрит – мелкие животные – хищники».
В
большинстве случаев деятельность обеих групп детритофагов
характеризуется строгой согласованностью: животные создают условия для
работы микроорганизмов, разделяя трупы животных и мёртвые растения на
мелкие части.
Пищевые цепи, начинающиеся с зеленых растений и от
мёртвого органического вещества, чаще всего представлены в экосистемах
совместно, но почти всегда одна из них доминирует над другой. Тем не
менее в некоторых специфических средах (например, подземной), где
существование организмов с хлорофиллом невозможно из-за отсутстыия
света, сохраняются пищевые цепи только детритного типа.Пищевые цепи не
изолированы одна от другой, а тесно переплетены. Они составляют так
называемые пищевые сети. Принцип образования пищевых
сетей состоит в следующем. Каждый продуцент имеет не одного, а
несколько консументов. В свою очередь, консументы, среди которых
преобладают полифаги, пользуются не одним, а несколькими источниками
питания.
Необходимо подчеркнуть, что трофическая классификация
делит на группы не сами виды, а типы их жизнедеятельности. Популяция
одного вида может занимать один или более трофических уровней, в
зависимости от того, какие источники энергии эти виды используют. Точно
так же любой трофический уровень представлен не одним, а несколькими
видами, в результате чего цепи питания сложно переплетены.
В
процессе жизнедеятельности всех уровней трофической цепи возникают
обходы. Зелёные растения частично или полностью сбрасывают листву,
значительная часть организмов постоянно отмирает. В конечном счёте,
созданное органическое вещество частично или полностью заменяется. Эта
замена происходит благодаря особому звену трофической цепи – звену
редуцентов. Это звено составляют бактерии, грибы, простейшие, мелкие
беспозвоночные организмы. Редуценты разлагают органические остатки всех
трофических уровней продуцентов и консументов на минеральные
компоненты. Минеральные вещества и выделяющийся при дыхании редуцентов
диоксид углерода (CO2) вновь возвращаются к продуцентам.