Растения поглощают энергию Солнца

Эта энергия циркулирует в системе, которую мы называем биотой и можем изобразить в виде багатосхидчастои пирамиды. Нижняя ступенька - почва.Ступенька, на которой располагаются растения, опирается а грунт; ступенька, на которой размещаются насекомые - на растения; птицы и грызуны - на насекомых, и так далее, через различные группы животных, к вершине, на которой находятся крупные хищники. Виды, составляющие одну ступеньку, объединяются не происхождением или внешним сходством, а типом пищи.Линии зависимости, отражающие передачи энергии, содержащейся в пище, от ее первичного источника (растения) - через ряд организмов, каждый из которых поедает предыдущего и съедается следующим, называются цепями питания. Земля, таким образом, - это не просто грунт, а источник энергии, циркулирующей в системе, состоящей из почвы, растений и животных. Цепи питания - это живые каналы, подающие энергию вверх, а смерть и тление возвращают ее в грунт. Система не замкнута - часть энергии теряется в процессе тления, часть добавляется поглощением из воздуха, накапливается в почве, торфе и лесах-долгожителях, но это система, которая действует постоянно, своеобразный фонд жизни, медленно накапливается и находится в постоянном обращении. (Л. Олдо, виднейший американский эколог, лесовод, охотовед).

Большое количество биомассы и энергии при переходе с одного трофического уровня на другой рассеивается, расходуется на поддержание температуры тела организмов, на превращение в СО2; не вся биомасса низшего уровня используется как пища организмами высшего уровня и не вся усваивается организмами. Иначе говоря, по второму, законом термодинамики, энергия переходит в тепло, рассеивается в окружающей среде и теряется в пространстве. Как отмечалось выше, по подсчетам экологов, только 10% биомассы одного трофического уровня превращается в биомассу второго уровня (так называемое правило десяти процентов). Поток энергии в цепях питания зависит от длины конкретной цепи, которая определяется количеством трофических уровней. Продуценты, синтезирующие органическое вещество, относятся к первому трофического уровня. Консументы, поедающие органическое вещество продуцентов, например травоядные животные (фитофаги), - до второго уровня; консументы, которые поедают фитофагов (например, хищники, охотящиеся на травоядных), находятся на третьем уровне и т. д. Редуценты, которые разлагают органические вещества на минеральные компоненты, находящиеся на последнем трофической уровне и завершают цепь питания. Они окончательно высвобождают энергию, связанную ранее продуцентами.

Поедая или раскладывая органическое вещество представителей предыдущего трофического уровня, консументы или редуценты получают вещество и энергию, необходимые для процессов метаболизма, построения и поддержания собственного тела. При этом около 90% энергии, запасенной в потребленной органике, рассеивается в виде тепла и только в среднем 10% используется на построение и поддержание тела того, кто эту органическое вещество употребил. Например, консументы первого порядка (фитофаги), которые поедают продуцентов, содержатся в виде органического вещества своего тела лишь 10% энергии, связанной растениями в процессе фотосинтеза; в теле консументы второго порядка (плотоядным, питающийся фитофагами) запасается только 1% поглощенной солнечной энергии, а хищник, питается этим плотоядным (консументы третьего порядка), в своих клетках содержит только 0,1% солнечной энергии, связанной растениями.

Продукты жизнедеятельности и отмершие тела как продуцентов, так и консументов становятся источником энергии для редуцентов - бактерий и грибов, разлагающих (минерализируют) эту органическое вещество и получают от 0,01 до 10% запасенной энергии Солнца в зависимости от того, к какому трофического уровня принадлежал объект питания. Через такие большие потери энергии при переходе ее из одного трофического уровня на следующий цепи питания не могут быть длинными и обычно насчитывают не более пяти звеньев: звено продуцентов, одну-три звена консументов, звено редуцентов.Круговорот веществ в биосфере.

Существование жизни на Земле зависит не только от потока энергии, но и от круговорота веществ в биосфере. Все живые организмы получают из окружающей среды химические элементы, которые затем используют на построение или поддержание своих тел и на обеспечение процессов размножения. Всего известно около 80 элементов, необходимых биоте. С продуктами жизнедеятельности или после смерти эти элементы снова попадают в окружающую среду - атмосферу, гидросферу или литосферу, и в дальнейшем используются другими организмами. Итак, в биосфере постоянно происходит круговорот веществ. Прямо или косвенно этот круговорот осуществляется за счет солнечной энергии и сил гравитации.

Химические элементы, используемые живым веществом в больших количествах и обычно составляют не менее 0,1% общей массы организма, называют макроэлементами. К макроэлементов относятся углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера, калий, магний и кальций. Все эти элементы, за исключением кислорода и водорода, называют также биогенными элементами, поскольку живое вещество избирательно и в значительном количестве поглощает их из неживого среды и концентрирует в клетках. Элементы, необходимые организмам в меньших количествах (до 0,1%), относятся к микроэлементам. Это медь, цинк, молибден, бор, йод, кремний и др. Макро-и микроэлементы используются живыми существами в составе определенных молекул. Элемент, входящий в состав молекулы, из которой он может быть усвоен организмом, называют доступным, или элементом в доступной форме.Часто для разных групп организмов доступные формы одного и того же элемента разные.