Что такое продуценты, консументы и редуценты? Какую роль они играют в экосистеме?

Из этой статьи вы узнайте, что такое продуценты, консументы и редуценты, а также как они взаимодействуют друг с другом и какова их роль в экосистеме.

Жизненный круг

Представьте себе круговорот веществ, который происходит, например, в африканской саванне. Трава растет и поедается антилопой. Антилопу ловит и съедает гепард. Гепард умирает, съедается бактериями, и питательные вещества возвращаются в почву. Эти питательные вещества используются травой, так как она продолжает расти в саванне. У каждого организма есть цель. Схема потока энергии через организмы, как в примере выше подходит для любой другой экосистемы.

При рассмотрении круговорота веществ в экосистеме необходимо учитывать три основные группы организмов:

• Продуценты (растения)
• Консументы (животные)
• Редуценты (бактерии и грибы)

Эти группы основаны на том, как организм получает пищу. Продуценты, консументы и редуценты взаимосвязаны в пищевых цепях и пищевых сетях, а также зависят друг от друга для выживания.

Продуценты

Продуценты — это организмы, которые сами производят себе еду. Им не нужно брать питательные вещества у других организмов. Они получают свою энергию от солнца и производят из нее органические вещества посредством фотосинтеза. Продуценты относятся к автотрофам (организмы, которые синтезируют органические вещества из неорганических). Большинство продуцентов — это растения, но есть и микроорганизмы, которые производят питательные вещества с помощью фотосинтеза или хемосинтеза. Продуценты являются начальным звеном любой простой пищевой цепи. Если в качестве примера рассматривать экосистему африканской саванны, то к продуцентам относятся все растения, произрастающие в ней.

Консументы

Консументы — не производят питательные вещества самостоятельно. Они должны употреблять в пищу других животных или растения, чтобы получить энергию для поддержания жизнедеятельности. Консументы относятся гетеротрофами (организмы, которые не способны на синтез органических веществ из неорганических путём фотосинтеза или хемосинтеза. Выделяют первичные (первого порядка) и вторичные (второго порядка) консументы. Первичные консументы являются следующим звеном в простой пищевой цепи. Это растительноядные, или травоядные животные. Они не едят других животных. В дополнение к антилопе, упомянутой ранее, к консументам первого порядка в африканской саванне также относятся слоны, буйволы, жирафы, зебры и др. животные.

В простой пищевой цепи вторичные консументы следуют сразу же за первичными. К ним относятся плотоядные или всеядные животные. Консументы второго порядка едят консументов первого порядка. Плотоядные животные питаются только мясом, в то время как всеядные употребляют и мясо, и растения. В дополнение к гепарду, к вторичным консументам в африканской саванне принадлежат львы и леопарды, которые охотятся на зебр, антилоп и др. травоядных животных.

Редуценты

Редуценты — это последнее звено в простой пищевой цепи. Их также называют деструкторы или сапротрофы. К ним относятся микроорганизмы и грибы, которые разрушают органический материал, перерабатывая его в неорганические и простейшие органические соединения. Если животное умирает, то его тело съедают редуценты. Они избавляются от всего, что больше не является живым, расщепляя органику на простые питательные вещества и возвращают их в почву. Затем эти вещества используются продуцентами, и цикл начинается снова. Примером редуцентов в африканской саванне служат бактерии и грибы, разлагающие останки мертвых животных и растений.

Вывод

Давайте подведем итог из вышеописанного! Продуценты, такие как деревья или трава, производят свои собственные питательные вещества посредством фотосинтеза и начинают этот цикл. Затем их съедают первичные консументы, не способные производить питательные вещества самостоятельно, например жирафы, антилопы или зебры. Далее лев, который относится к консументам второго порядка съедает, например, зебру. Когда лев умирают, его тело разлагают редуценты, возвращая в почву питательные вещества, чтобы снова начать круговорот веществ в экосистеме.

Продуценты консументы редуценты огорода

Вы будете перенаправлены на Автор24

Продуценты, консументы и редуценты в структуре биологических сообществ

Согласно функциональной классификации живых организмов, их подразделяют на три основные группы:

Первые продуцируют органические вещества из неорганических, вторые подвергают их различным преобразованиям, миграции, концентрации и т.д., а третьи – разрушают в процессе минерализации до образования простейших неорганических соединений. Рассмотрим роль этих групп организмов в круговороте веществ более подробно.

Продуценты

К группе продуцентов относятся автотрофы (фототрофы – в основном растения, и хемотрофы – преимущественно некоторые бактерии). В наземных экосистемах продуценты являются доминантами по массе, численности (не всегда) и энергетической роли в экосистемах. В водных экосистемах по биомассе они могут и не доминировать, однако по численности и роли в сообществе остаются доминантами.

Готовые работы на аналогичную тему

Результатом деятельности продуцентов в экосистемах является валовая биологическая продукция — суммарная или общая продукция особей, сообществ, экосистем или биосферы в целом, включая расходы на дыхание. Если исключить расход энергии на обеспечение жизнедеятельности самих продуцентов, то остается чистая первичная продукция. На всей территории суши она составляет 110-120 млрд. т сухого вещества, а моря 50-60 млрд. т. Первичная валовая продукция в два раза больше.

Количество валовой (и чистой) первичной продукции экосистем и биосферы в целом определяется проективным покрытием территории продуцентами (максимально – до 100% в лесах, и даже более, поскольку существует ярусность, и одни продуценты находятся под пологом других), и эффективностью фотосинтеза, которая очень низка. Для образования биомассы используется лишь около 1% солнечной энергии, поступившей на поверхность растительного организма, обычно существенно меньше.

Консументы

Консументы, в противоположность продуцентам, всегда гетеротрофны, питаются готовыми органическими феществами. К ним относятся животные, некоторые грибы и бактерии (ведущие паразитический образ жизни, т.е. питающиеся живыми растениями или животными, вызывая их заболевания и гибель, большинство грибов и бактерий относятся к редуцентам), а также некоторые растения, лишенные хлорофилла и ведущие паразитический образ жизни за счет других растений.

Пищей для консументов служат продуценты (для консументов первого порядка) или другие консументы (для консументов второго и последующих порядков). Подразделение консументов на порядки иногда встречает определенные трудности, когда, например, состав пищи какого-либо вида включает как растительный корм, так и животный, причем добываемые ими консументы сами могут относиться к разным порядкам. Однако в каждый определенный момент времени любой консумент относится к вполне определенному порядку.

В различных экосистемах на долю консументов приходится разное количество перерабатываемой первичной продукции. Так, в лесных сообществах консументами суммарно потребляется от 1% до 10% чистой первичной продукции растений, редко больше. Остальная органика идет в опад за счет гибели растений и их частей (например, опавшие листья), и частично также потребляется консументами (детритная цепь питания), частично перерабатывается редуцентами. В открытых травянистых сообществах (луга, степи, пастбища) консументами может потребляться до 50% биомассы живых растений (обычно существенно меньше). Близкие показатели характерны для прибрежных сообществ океанов (где продуцентами служат водоросли-макрофиты) и пресноводных экосистем. В пелагических океанических сообществах, основанных на фитопланктоне, консументами выедается до 90% формируемой продуцентами биомассы.

Ассимилированная продукция консументов — съеденная пища минус органическое вещество экскрементов. В свою очередь чистая продукция консумента любого уровня — это ассимилированная чистая продукция за вычетом расходов на дыхание.

Редуценты

Редуценты (редукторы) – неотъемлемая часть любой экосистемы. Они разрушают высокомолекулярные органические вещества отмерших организмов и используют высвобождающуюся при этом энергию для собственной жизнедеятельности, при этом в биотический круговорот возвращаются минеральные вещества, которые затем вновь используются продуцентами. Как правило, редуценты имеют мелкие размеры. Иногда выделяют группу так называемых макроредуцентов, включая в нее всех относительно крупных потребителей отмершей органики, которые входят в состав детритной пищевой цепи. При таком понимании к редуцентам относят многих беспозвоночных – насекомых, червей и т.д.

Продуценты, консументы, редуценты — функции, примеры и роль в экосистеме

Структура компонентов и трофические цепи

В связи с тем, что жизнеспособность невозможна без круговорота энергии, все организмы отдают её друг другу в последовательном порядке. По правилу 10% Линдемана, которое изучают экология и биология, последующее звено пищевой цепи получает 10% энергии, которая была накоплена предыдущим. Число кажется небольшим, но для того, чтобы осознать масштабность такого объема и причины размеров, необходимо понять, кто её вырабатывает, а кто её получает, и является ли этот процесс конечным?

Типы пищевых цепей

Существует два типа трофических связей:

1. Пастбищная, или цепь выедания — цепь, в которой участвуют продуценты и консументы. Действует по схеме: зеленое растение — растительноядное — хищник. Напрямую зависит от Солнца и перемещения энергии по всем звеньям. Более 80% экосистем работают на этом принципе.
2. Детритная, или цепь разложения — цепь, формирует которую процесс деструкции, или разложения органического вещества. К ней более всего причастны редуценты. Начинается эта цепь с разлагающегося детрита, например, отмершего листа, который потом будет употреблен высшим ракообразным — мокрицей. Она, в свою очередь, станет источником пропитания для птиц. Эти цепи меньше зависят от Солнца — важно, чтобы было поступление органического вещества из другой системы. Характерный пример: почвы умеренного пояса с богатым растительным покровом и живущими в нем организмами.

Продуценты, консументы и редуценты — это основные структурные компоненты обмена. Поскольку основной источник тепла — Солнце, то с него начинается весь поток, который должен обрабатываться живыми организмами. В первую очередь, большую его часть принимают на себя продуценты в процессе фотосинтеза.

Продуценты и их роль в цепях

Люди задаются вопросом и часто не понимают, как получают энергию продуценты? Всё дело в фотосинтезе, который обеспечивает их солнечным светом.

Фотосинтез — важнейший химический процесс, который возникает в зеленых растениях. Свет поглощается хлорофиллами — органеллами клетки, присущими только растительному организму, расщепляется на водород и кислород. Водород и АТФ дают возможность превратить углекислый газ (СО2) в сахара, а именно глюкозу и крахмал.

Кислород же участвует непосредственно в обмене веществ. С помощью этого процесса всё, содержащее хлоропласты, и формирует своё тело.

Продуценты — это те организмы, которые способны производить органическое из неорганического. Их еще называют автотрофами, создающими самыми первыми вещество для биосферы и формирующими экосистему. Автотрофы способны накапливать в себе вещества, и по этому признаку они подразделяются на два основных вида:

• фотоавтотрофы, или производители, которые перерабатывают солнечную энергию для получения сахаров из СО2 (углекислого газа). К ним, помимо зеленых растений, относят водоросли и цианобактерии;
• хемоавтотрофы: получающие энергию в результате процессов окисления различных минеральных соединений, содержащих водород, азот, серу, железо и аммиак.

Именно за счет этих типов и формируются остальные звенья в цепи. Насаждения леса, комнатные растения — всё это обогащает среду обитания кислородом.

Далее следует звено, именующееся консументами.

Консументы и их порядок

Консументы, или гетеротрофы — потребители готовой энергии. Они не способны синтезировать сами, поэтому нуждаются в тех веществах, что произвели для них. В ходе пищеварения они расщепляют полимерные соединения и усваивают мономерные. Существуют и некоторые растения, неспособные синтезировать вещества, например, раффлезия. Живут они за счет паразитизма на зеленом растении, ведь хлорофилл выработать сами не могут.

Следуя правилу 10%, можно сделать вывод о том, что 90% энергии будет потеряно. Именно по количеству полученной энергии консументы и делятся на свои порядки:

• консументы первого порядка — непосредственно те, кто получил энергию из продуцента, употребив его в пищу, например, травоядный заяц;
• консументы второго порядка — хищные гетеротрофы, которые включают в своё питание особей из категории первого порядка.

В крайне редких случаях экологическая пирамида может достигать четырех порядков. Грибы также относятся к гетеротрофам, поскольку часто паразитируют на пнях, корнях растения или даже на теле животного или человека. Но и не стоит их исключать из списка редуцентов. Эти организмы имеют довольно большое значение на протяжении всех компонентов, ведь могут находиться в трех структурах. Консументы — немаловажный компонент, формирующий биогеоценозы, ведь они формируют пищу для деструкторов.

Существуют и дополнительные звенья в трофических цепях. К ним можно отнести детритофагов, способствующих развитию основных. Поскольку они питаются разлагающимся органическим веществом, они также накапливают энергию в своих телах и могут послужить источником пищи для дальнейшего звена. Например, жук-навозник, питающийся гниющей органикой, может быть съеден птицей, гибель которой также послужит источником накопления энергии. Второй наглядный пример: шакалы, поедающие мертвую газель, в дальнейшем будут выполнять роль источника еды для консументов более высокого порядка.

Редуценты, или деструкторы

Редуценты — те организмы, которые разрушают отмершие остананки продуцентов и консументов, превращая их снова в простые органические соединения и неорганику. Называются также сапротрофами. Люди часто путают их с детритофагами. В отличие от последних деструкторы не оставляют твердые остатки, которые не способны перевариться.

Поскольку они способны к переработке и растительных, и животных остатков, их часто относят к отдельному трофическому уровню. К группе разрушителя, способного переварить органику, относят микроорганизмы и некоторые виды грибов. Довольно часто к ним относят и паразитов, населяющих тела, например, бычий цепень, аскариды и другие.

Их роль в экологической системе очень важна и неотъемлема, поскольку группа деструкторов способна вернуть в почву питательные вещества, которые снова войдут в круговорот и будут обеспечивать нормальную функцию продуцентов. Экосистеме будет сложнее обходиться без них, нежели без консументов.

Для чего нужна трофическая цепь?

1. Помогает при анализе отношений особей и популяций друг с другом в сети питания.
2. Дает возможность оценить круговорот энергии и веществ в конкретной экосистеме и его влияния на глобальную картину циркуляции.
3. Понять проблемы биоразнообразия, оценив сокращение одних организмов и популяций за счет роста других и выявить динамику развития.

Трофические уровни. Пищевая сеть

Трофический уровень — то конкретное место, которое занимает организм в цепочке. Проследить взаимосвязь можно на примере таблицы продуцентов, редуцентов и консументов:

Трофический уровень (Т.У.)	Пример
Первый Т. У.	Автотроф, производящий пищу для себя же из солнечной энергии (растение, сине-зеленые водоросли и др.)
Второй Т. У.	Гетеротроф, питающийся автотрофом (насекомые, травоядные и др.)
Третий Т. У.	Поедающие травоядных хищники
Четвертый Т. У.	Третичные потребители (сова, которая поедает змею)
Пятый Т. У.	Четвертичный потребитель: ястреб питается совами

Совокупность множества цепей называется сетью. Сеть — глобальная связь всех цепей, которая поддерживается вследствие гомеостаза. Поэтому важно изучать все составляющие, соблюдать их охрану и беречь популяции от сокращения численности.